The status of marine current tidal energy technology is currently in the research and development phase, with a few deployments and tests of prototypes under-way in some countries. There is a huge pressure for tidal farms to be of Gigawatt scale in order to have a real, economically viable impact on renewable energy utilization targets outlined for 2020. A route to achieving this is the large scale energy farm philosophy, similar to wind farms, based on very large numbers of unit current tidal stream devices. However, this emerging technology development raises different research questions which lead to further problems in the practical implementation of tidal stream devices. Thus, the aim of this study was: (i) to develop a new, computationally cheap computational fluid dynamics (CFD) based model of the Momentum-Reversal-Lift (MRL) tidal turbine, and (ii) to perform a detailed calculations of the flow field of single and multiple turbines using the developed model to investigate the flow features such as, downstream wake structures, dynamics of the free surface, wake recovery, and the influence of wake interactions on the performance of individual devices. A new CFD based Immersed Body Force (IBF) model has been developed to represent the MRL turbine. The IBF model was developed based on the concept of actuator disc methodology by incorporating additional geometric features that induce energy absorption from the flow which also lead to a downstream wake structure intended to reflect more closely those of the real turbines than simple momentum sink zone models. This turbine model was thoroughly used to investigate the performance of the MRL turbine and the associated flow characteristics and proved its capability in analysing several issues relating to this design of tidal turbines. Several calculations have been carried out and a full range of operating points of the MRL turbine was formulated. A maximum power coefficient of, Cp = 0.665, was obtained with a blockage ratio of, B = 0.016. However, the performance of the turbine was improved at a higher blockage ratio both in a single and tidal stream farm investigations. The power coefficient of a single turbine was improved by about 3% when simulated with a blockage ratio of, B = 0.029, and even a higher value was obtained in a tidal stream farm containing three turbines configured in the spanwise direction which reached up to, CP = 0.761, with a global blockage ratio of, B = 0.027. These power coefficients are higher than the Lanchester-Betz limit of CP = 0.593 obtained at B = 0, which is mainly due to the tidal turbine operating in a constrained environment, high blockage ratio, that increases the thrust force on the device. The power coefficient of the IBF model showed consistently higher values compared to experiments and a detailed CFD model results. This indicates that the power coefficient calculated using the IBF model includes some other losses within the turbine region, such as losses due to viscous, shear etc. Investigations on the influence of closely packed clusters of turbines in a tidal streamfarm showed that a laterally close configuration of turbines improved the performance of individual turbines due to the blockage effect, which is created by the array of turbines in the span-wise direction. In contrast, a small longitudinal spacing between turbines inflicted a massive energy shadowing that affects the performance of downstream turbines. However, a tidal stream farm with a staggered turbine layout can reduce the longitudinal spacing by about 50% with a minimum of 6D lateral spacing compared with a regular turbine layout due to the advantage of using an accelerated bypass flows.

In this work the roughness and topography evolution of optical materials sputtered with low energy ion beam (≤1 keV) has been investigated. These materials (bulk or thin layer) are used in the manufacturing of mirrors for scientific (ground or space) instruments or for other optical applications. In the first part of the work, the roughness evolution of optical surfaces under sputtering has been investigated in the frame of the industrial process known as Ion Beam Figuring. This technique consists in removing shape errors on optical surfaces with a low energy ion beam (≤1 keV). One disadvantage of this process is a potential increase of roughness for surfaces under treatment. The roughness evolution of some materials relevant to the optical industry has been accurately characterized as function of etching depth down to 5 µm. These sputtering experiments have been carried out at normal incidence, mainly with argon ions (but also in a lesser extent with krypton and xenon ions), ion current density of ~1 mA/cm2 and ion beam energy ranging from 200 eV to 1000 eV. The roughness evolution under sputtering is low for materials with amorphous (glass, electroless nickel), monocrystalline (silicon) or even polycrystalline structure (CVD silicon carbide, PVD gold or nickel film), whereas it is considerably more important for some other metallic materials such as electroplated nickel and aluminium. This work has shown small differences in the roughness evolution of CVD silicon carbide as function of the ion beam energy. The roughness increase is faster at low ion energy (<500 eV) than at higher ion energy (650-1000 eV). The grain structure of this material is less revealed at higher energy, which is supposed to be due to a larger amorphization of the sputtered layer in this case. The influence of the ion mass on CVD silicon carbide and gold films on nickel substrates has been also illustrated. Our measurements have been also compared to scaling laws. Various growth and roughness exponents have been found, sometimes rather different from those foreseen by the KPZ equation. In the second part, we focus on periodically modulated structures (ripples) which developed on many solids when sputtered by an off-normal ion bombardment. In this work, we first observed these ripples on gold films deposited on electroplated nickel (materials used as reflective surfaces for X-ray space telescope) sputtered at grazing incidence. We studied the influence of sputtering parameters (ion beam incidence angle, energy and flux) on the characteristics of ripples induced on gold and silver thin film (~0.2 µm). Ion-induced ripples have also been observed on CdS, an interesting semiconductor crystal for optical applications. The ripples orientation and dimensions (spatial wavelengths from 0.13 µm to 0.29 µm) have been confronted to the Bradley-Harper (B-H) linear model. We used the SRIM software to evaluate the deposited energy and the surface tension coefficient distributions. Our results can be in great part explained by the current theories (Bradley-Harper, Makeev) on morphology of ion-sputtered surfaces. These results can be summarized hereunder: Clear development of ripples for angle of incidence equal or higher than 60° on gold film and 70° on silver film. In this work the ripples wave vector is always perpendicular to the ion beam direction for all angles, whereas the change in ripple orientation beyond a critical angle is usually reported in literature. This is a due to the different shape of the energy distribution function for our sputtering conditions. Different regimes for roughness and topography evolution (grains, ripples) have been observed in function of the angle of incidence. 3 different areas can be distinguished, as predicted by Makeev non-linear model. The diminution of ripple wavelength with ion energy shows that thermal diffusion is the main relaxation mechanism.

Die Veränderungen in den Wertschöpfungsstrukturen in der Automobilindustrie erfordern innovative Formen der Kooperation von kleinen und mittleren Unternehmen. Dabei stellt die systematische Verbindung von strategischen Netzwerken und wirtschaftlich erfolgreicher Unternehmenskooperation eine besondere Herausforderung dar. Auf der Grundlage einer umfangreichen empirischen Untersuchung von Kooperationsprojekten in der sächsischen Automobilzulieferindustrie und daraus ermittelter Erfolgsfaktoren ziegt die Arbeit eine neue Gestaltungsmethodik zum Aufbau von Unternehmenskooperationen auf.Kern der Methodik ist die sytematische Einbeziehung von Umfeldfaktoren in den Kooperationsaufbau und Kooperationsbetrieb.

Die Gestaltung von Arbeitszeitsystemen stellt einen komplexen Vorgang dar, der von einer Fülle verschiedenster Faktoren geprägt ist und sich auf alle Bereiche des Unternehmens auswirkt. In der Arbeit wird eine Methode entwickelt, die eine umfassende Berücksichtigung der geltenden Rahmenbedingungen und unternehmensspezifischen Einflüsse bei der Gestaltung des Arbeitszeitsystems ermöglicht. Grundlage bildet eine umfassende Darstellung der Rahmenbedingungen und Einflussgrößen der Gestaltung von Arbeitszeitsystemen. Darauf aufbauend werden Gestaltungselemente erarbeitet und strukturiert dargestellt. Ergebnis dessen ist eine Morphologie des Arbeitszeitsystems. Die in dieser Arbeit entwickelte Methodik legt den Grundstein für ein methodisch geführtes, bewusstes und zielorientiertes Arbeitszeitmanagement. Sie ermöglicht die Partizipation unterschiedlicher Interessengruppen an dem Entscheidungs- und Gestaltungsprozess.

Aus der aktuellen Situation, die u.a. durch Globalisierung, verstärkten Kosten- und Zeitdruck, kürzere Produktlebenszyklen, steigenden Kundeneinfluss gekennzeichnet ist, resultieren hohe Anforderungen an Unternehmen im Hinblick auf wirtschaftliche Prozesse und ständige Weiterentwicklung. Beides ist in hohem Maße durch das Verhalten der Mitarbeiter geprägt, welches durch die Gestaltung einer entsprechenden anreizwirksamen Arbeitssituation angeregt wird. Aufgrund der Vielfalt und Komplexität von Aspekten und Einflussfaktoren bei der Anreizgestaltung stellt sich die Forderung nach einer ganzheitlichen Sichtweise von Anreizsystemen sowie nach der gleichzeitigen Berücksichtigung von Innovations-, Produktivitäts- und Persönlichkeitsförderlichkeit. Gegenwärtig vorhandene Ansätze sind nachgewiesenermaßen nicht in der Lage, die Anforderungen aus inhaltlicher und methodischer Sicht zu erfüllen. In der vorliegenden Arbeit wird, aufbauend auf vorhandene Konzepte der Soziotechnischen Systemtheorie, der Handlungsregulation, verschiedener Motivationstheorien sowie weiterer Fachdisziplinen, ein inhaltliches Modell zur ganzheitlichen, mehrfaktoriellen Anreizgestaltung entwickelt, welches die Grundlage für ein Vorgehensmodell bzw. eine Heuristik zur Entwicklung und Implementierung eines Anreizsystems bildet. Die einzelnen Facetten des Anreizsystems betreffen die Gestaltung von individuellen und kollektiven Arbeitsaufgaben, von Autonomie und Partizipation, von Kommunikations- und Informationsstrukturen, von Qualifikation und Lernförderlichkeit, von Möglichkeiten der Arbeitszeitflexibilisierung sowie die Gestaltung variabler. leistungsorientierter Entgeltbestandteile i.V.m. den entsprechenden Zielen und Leistungsbemessungsgrößen.

Matrix Assisted Laser Desorption Ionization–Time of Flight (MALDI-TOF) mass spectroscopy is used in the characterization of synthetic polymers. MALDI allows for determination of: modal, most probable peak (M P), molecular number average (MN), molecular weight average (MW), polydispersity (PD), and polymer spread (PSP). We evaluate a new sample preparation method using Induction Based Fluidics (IBF) to kinetically launch and direct nanoliter volumes to a target without contact. IBF offers signal improvement via field enhanced crystallization. This is the first study to discuss filed enhanced crystallization in MALDI sample preparation. IBF can increase signal/noise (S/N) and signal intensity for polystyrene (PS), poly(methyl methacrylate) (PMMA), and poly(ethylene glycol) (PEG) across a mass range of 2,500 to 92,000 Da showing more accurate PSP. Increases in S/N range up to: 279% for PS, 140% for PMMA, and 660% for PEG. Signal intensities increased up to: 438% for PS, 115% for PMMA, and 166% for PEG. Cross-polarization microscopy indicates dramatic morphology differences between IBF and micropipette. Finally, we speculate as to why IBF nanoliter depositions afford higher S/N values in experiments conducted in different instrumental configurations even without optimization. Next we sought to investigate whether nanoliter volumes of concentrated polar liquids and organic monomers launched to targets using IBF can be verified through the real time charge measurements. We show that using a nanoliter IBF dispensing device and nanocoulomb meter, charge measurements made on nanoliter drops in real time are correlated with the droplets surface area following Gauss’s Law. We infer the "induction only" formation of the double layer showing the ability to determine nanoliter volumes, nearly instantaneously, in real time. Implications are presented from these IBF measurement observations on improving/monitoring MALDI quantitation and its quality control. Polymer-dye interactions were further investigated using PMMA composites made from a polar metalloporphyrin [5-(4',4',5',5'-tetramethyl[1',3',2']dioxaborolan-2'-yl)-10,20-diphenylporphyrinato]zinc(II) (Zn(II)Bpin-DPP) in select weight %s (wt%s). Fluorescence spectroscopy has revealed that the porphyrin was well dispersed within the composite. Differential Scanning Calorimetry (DSC) showed that porphyrin acted as an antiplasticizer raising the glass transition (Tg) from 105 °C to 123 °C. Dielectric Analysis (DEA) was performed in the frequency range of 0.3 Hz to 100 kHz between -150 to 270 ⁰C. Permittivity (ε’), loss factor (ε’’) and dielectric response of beta (β), alpha beta (αβ), and conductivity relaxations were studied. Previous DEA data was limited to 190 ⁰C. This study brings analysis to 270 ⁰C which is start point for the first part of PMMA degradation. Thus forwarding DEA can be used to evaluate PMMA degradation. The electric modulus formalism is used to reveal the β and conductivity relaxations. The apparent activation energies (Ea) for the molecular relaxations are presented. AC (ζAC) and DC (ζDC) conductivity are also evaluated. Tan delta (δ), dissipation factor, evaluated between 1 Hz to 100 kHz was shown to increase with porphyrin loading although locally affected by free volume restriction. Havriliak-Negami (H-N) equation was fit using the complex electric modulus (M*) modified form and was performed on the conductivity region 160 to 190 ⁰C and degradation region 190 to 270 °C. Relaxations above the Tg were proven to be conductivity relaxations using four proofs. This is the first study to investigate PMMA degradation DEA with the complex electric modulus, M*, revealing a unique occurrence of increasing central relaxation times (s-1) and reducing electric loss modulus (M") frequency maxima (Hz) after the degradation temperature of 220 ⁰C was reached supporting current literature of the first of a two part degradation process that proceeds via end chain scission.

In der Arbeit werden mit der Bedienungstheorie eine analytische und mit der Simulationstechnik eine experimentelle Methode zur Gestaltung von Mehrstellenarbeit in der Teilefertigung behandelt. Der theoretische Kontext wird über die Arbeitspsychologie mit der Handlungsregulationstheorie und den Operativen Abbildsystemen als Erklärungsmodell sowie den verschiedenen Ebenen der psychischen Regulation von Arbeitstätigkeiten hergestellt. Ein Praxisbeispiel zur Planung und Bewertung eines Arbeitsbereiches einer Teilefertigung mit Mehrstellenarbeit hinterlegt das Theoriegerüst.

Aufbauend auf einer Analyse ausgewählter methodentheoretischer Ansätze der Produktionsstättenplanung und des Umweltmanagements wird eine Methode des planungsintegrierten Umweltschutzes bei der Produktionsstättenplanung entwickelt. Sie besteht zum Einen aus einer umweltbezogenen Analyse und Bewertung, basierend auf der Ökobilanzierung, die an die Belange der Produktionsstättenplanung angepasst und integriert wird. Zum Anderen erfolgt das Entwerfen umweltverträglicher Lösungen. Hierzu wird das Konzept des planungsintegrierten Umwelschutzes zu heuristischen Regeln operationalisiert und den Planungsaktivitäten Funktionsbestimmung/Dimensionierung/Strukturierung/Gestaltung zugeordnet. Es erfolgt abschließend der beispielhafte Einsatz der Methode in einer Branchenstudie zur spanenden Metallbearbeitung.

Auf Grund der dominierenden Orientierung an Produkttypen in der Serienproduktion sowie der Spezialisierung von Zulieferfirmen und deren Abhängigkeit von Finalproduzenten können die strategischen Zuliefernetze als sehr begrenzt wandlungsfähig eingeschätzt werden. Defizite derartiger Kooperationsformen, die u. a. auf hierarchischen Strukturen in und zwischen den Unternehmen aufbauen, werden im Rahmen einer Praxisanalyse bestätigt. Ziel der Arbeit ist die Entwicklung einer Methode zur Planung und Gestaltung der Transformation derzeitiger Unternehmen zu Kompetenzzellenbasierten Netzen (TransKompNet- Methode), die unternehmens- und branchenneutral ausgearbeitet und am Objektbereich der Serienproduktion praktisch evaluiert wird. Vorliegende Arbeit skizziert damit ein Lösungskonzept für Systemlieferanten und Serienfertiger, das die dezentralisierte Dekomposition der monolithischen Produkt-, Prozess- und Systemstrukturen erlaubt und Möglichkeiten zur Strukturveränderung bei den Lieferanten diskutiert. In unternehmensübergreifenden Netzen wird für Zulieferer ein Auffangen deren kleinsten Leistungseinheiten durch Entkopplungs-/Ausweichproduktionen nachgewiesen.

Die Tagung „Vernetzt planen und produzieren“ findet im Jahr 2004 zum vierten Mal in Chemnitz statt. Mit dieser Tagung wird der tiefgreifende Strukturwandel bei der Weiterentwicklung der Industriegesellschaft zur Dienstleistungs- und Wissensgesellschaft thematisiert. Die Entwicklung wandlungsfähiger Produktions- und Organisationsstrukturen ist unabdingbare Notwendigkeit zur Beherrschung dieses Wandels und zur Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen. Mit Beiträgen unter anderen aus den Sonderforschungsbereichen SFB 559 „Modellierung großer Netze in der Logisitk“, Universität Dortmund, Sprecher: Prof. Axel Kuhn SFB 467 „Wandlungsfähige Unternehmensstrukturen für die variantenreiche Serienproduktion“, Universität Stuttgart, Sprecher: Prof. Engelbert Westkämper SFB 457 „Hierarchielose regionale Produktionsnetze“, Technische Univesität Chemnitz, Sprecher: Prof. Egon Müller SFB 582 „Marktnahe Produktion individualisierter Produkte“, Technische Universität München, Sprecher: Prof. Udo Lindemann bieten sich interessante Möglichkeiten, wissenschaftliche Erkenntnisse und Erfahrungen zur Netzforschung und zur Wandlungsfähigkeit zwischen interessierten Wissenschaftlern und Praktikern auszutauschen und zu diskutieren. Internationale Beiträge zu Konzepten und Erfahrungen versprechen eine Vielfalt von Meinungen und Sichtweisen und damit anregende Diskussionen.