Diss. Stockholm : Stockholms universitet, 2008.

Hintergrund: Für eine sicherheitsorientierte Versorgung in der Zentralen Notaufnahme (ZNA) bedarf es einer Sicherheitskultur, die aufbauend auf einem transparenten Umgang mit Fehlern das Lernen fördert. Insbesondere in Hochzuverlässigkeitsorganisationen (HRO) wird das Lernen als Chance für die stetige Verbesserung der Sicherheit gesehen. Ein Einflussfaktor für eine sicherheitsorientierte Patientenversorgung ist das Individuum. Aufbauend auf den individuellen Kompetenzen können die Kompetenzen auf allen Ebenen weiterentwickelt werden, welches in einer Lernenden Organisation angestrebt wird. Die Gestaltung einer Sicherheitskultur in einer ZNA im Sinne der Hochzuverlässigkeit durch Kompetenzen von Individuen und Kompetenzentwicklungsmaßnahmen erfolgt durch die Verknüpfung von den Fachdisziplinen der Organisationstheorie und der Bildungswissenschaft. Methodik: Für die Identifikation von Kompetenzen und Kompetenzentwicklungsmaßnahmen wurde ein Multi-Methoden-Ansatz gewählt. Zunächst wurden mögliche Risikofelder in der ZNA durch eine Analyse von 230 Critical Incident Reporting System (CRIS)-Fällen aus der CIRSmedical Datenbank identifiziert. Daraufhin wurde ein Kompetenzkatalog: Patientensicherheit in der Zentralen Notaufnahme aufbauend auf dem Kompetenzkatalog Europäisches Curriculum für Notfallmedizin sowie 34 weiteren Quellen entwickelt. Neben dem Kompetenzkatalog wurde der Basiskompetenzkatalog: Patientensicherheit hochzuverlässig gestalten für die Identifikation von Kompetenzen zugrunde gelegt. Weitere Informationen hinsichtlich der Identifikation und Entwicklung von Kompetenzen wurden durch Interviews mit zehn Experten und sieben Führungskräfte eines Kooperationskrankenhauses generiert. Ergebnisse aus dem Multi-Methoden Ansatz: Die Sicherheitskultur wird durch die Führungskräfte, die Institutionalisierung von Risikomanagementinstrumenten und durch das Individuum gestaltet. Für Professionals in der ZNA bedarf es fachlicher, methodischer, personeller und hochzuverlässiger Kompetenzen, um interprofessionelle, interdisziplinäre und situationsadäquate Entscheidungen zu treffen. Zudem sind die situative Sensibilität und Resilienz erforderlich. Von den Interviewpartnern wurde der kontinuierliche Lernprozess als ein entscheidender Einflussfaktor für die Sicherheitskultur in einer ZNA im Sinne der Hochzuverlässigkeit bezeichnet. Die Kompetenzentwicklung kann neben Personalentwicklungsmaßnahmen auch durch Risikomanagementinstrumente erfolgen. Dennoch gibt es hinsichtlich der Kompetenzentwicklung von Professionals in ZNA auch Herausforderungen. Schlussfolgerung: Die Sicherheitskultur in einer ZNA im Sinne der Hochzuverlässigkeit kann durch ein Kompetenzset aus fachlichen, methodischen, personellen und hochzuverlässigen Kompetenzen sowie der kontinuierlichen Kompetenzentwicklung gestaltet werden. Da bisher ein differenziertes Grundverständnis für die Hochzuverlässigkeit in der ZNA vorliegt und lernfördernde Rahmenbedingungen zu schaffen sind, sollte die ZNA im Hinblick auf den Zusammenhang mit der Hochzuverlässigkeit als high reliability seeking organization (HR-S-O) bezeichnet werden.

Künstliche Intelligenz (KI) verändert die Arbeitswelt und führt zu einer dynamischen Neugestaltung der Arbeitsteilung zwischen Mensch und Technik in Unternehmen. Dies betrifft nicht zuletzt auch den Bereich der Führung. KI-Systeme können Führungskräfte bei der Ausübung ihrer Aufgaben unterstützen, etwa indem sie vor allem administrative Koordinations- und Kontrollaufgaben und -entscheidungen übernehmen. Dadurch bleibt den Führungskräften mehr Zeit, sich der Personalführung oder Innovationsprozessen zu widmen. Führungskräfte nehmen künftig eine zentrale Rolle ein, den KI-Transformationsprozess erfolgreich mitzugestalten und dabei im Rahmen ihrer Fürsorgepflichten besonders auf die menschengerechte Gestaltung der KI-Systeme mit den und für die Beschäftigten hinzuwirken. Expertinnen und Experten der Arbeitsgruppe Arbeit/Qualifikation und Mensch-Maschine-Interaktion der Plattform Lernende Systeme wollen mit diesem Whitepaper aufzeigen, welche neuen Möglichkeiten und Chancen, aber auch welche Herausforderungen durch den Einsatz von KI-Systemen in Führungsaufgaben entstehen können. Dazu skizzieren sie zunächst die Herausforderungen, mit denen Führungskräfte schon heute durch digitale Technologien konfrontiert sind (Kapitel 2). Darauf aufbauend wird dargelegt, welche spezifischen Auswirkungen der Einsatz von Lernenden Systemen auf unterschiedliche Führungsaufgaben haben kann, die anhand von vier Aufgabenclustern vorgestellt werden: Strategische Führung, Organisationale Führung, Personalführung und Selbstführung (Kapitel 3). Entlang dieser Systematik wird aufgezeigt, welche Beiträge Lernende Systeme dabei als „unterstützender Akteur“ leisten können. Führung unterliegt einem Wandel. Bedingt durch den digitalen, strategischen Transformationsprozess in Unternehmen werden traditionelle, hierarchische Führungsmodelle sukzessive durch kooperative, netzwerkdynamische und werteorientierte Führungsstile abgelöst. Dies verändert zunehmend die Rolle der Führungskraft hin zu einem vermittelnden ,Übersetzer‘, Vorbild und Coach und verlangt nach einem stärkeren partizipativen Führungsstil (Kapitel 2). Lernende Systeme in der Arbeitswelt werden nicht nur die Rolle von Führungskräften weiter verändern, sondern zunehmend auch deren Aufgaben. Als technologisches Hilfsmittel unterstützen sie bei Aufgaben, die eine hohe Strukturierung und Regelmäßigkeiten aufweisen, sodass mehr Zeit für strategische Aufgaben und Entwicklungen oder mitarbeiterbezogene Führung bleibt. Eigenständig lernende (KI-)Systeme kommen zudem neben der Führungsperson als weiterer unterstützender und möglichst entlastender ,Akteur‘ zum Führungsprozess hinzu. Mit dem Einsatz von Lernenden Systemen bekommen zentrale Werte wie Datenschutz, Transparenz oder Fairness in der Führung für die Beschäftigten eine neue Bedeutung: Daher darf es nicht verwundern, wenn die Einführung von KI in der Führung zunächst von Skepsis begleitet wird. Entscheidend wird es deshalb sein, das Vertrauen und die Akzeptanz der Beschäftigten sowohl in die Technologie als auch in die eigene Führung für eine gelingende Zusammenarbeit zu fördern. Dies setzt eine frühzeitige Einbindung der Beschäftigten sowie der Interessensvertretungen in Planung und Gestaltung der KI-Systeme voraus: Für ein gelingendes KI-Change-Management in Unternehmen wird eine passende Führungs- und Unternehmenskultur notwendig sein, die auf Partizipation, Offenheit und Transparenz beruht. KI und Führung lassen sich gut ergänzen und können für eine moderne, menschenzentrierte Führung einen wichtigen Beitrag leisten. Dafür sind notwendige Rahmenbedingungen (in den Unternehmen) zu schaffen, damit das volle Potenzial der KI-Systeme auch für Führungskräfte nutzbar werden kann. Welche effektiven Maßnahmen dabei helfen, KI-Systeme für Führungsaufgaben einzusetzen, formulieren die Autorinnen und Autoren in passenden Gestaltungsoptionen (Kapitel 4). Zu diesen Gestaltungsoptionen zählen unter anderem eine menschenzentrierte Aufgabenzuteilung zwischen KI und Beschäftigten durch die Führungskräfte, das Aufbauen von notwendigen KI-Kompetenzen der Mitarbeitenden oder das Vorleben einer Feedbackkultur, die die Perspektiven der Beschäftigten und ihrer Interessensvertretungen offen einbindet.

Verdrängergesteuterte hydrostatische Antriebssysteme mit drehzahlvariablem Pumpenantrieb zeichnen sich durch ihre im Vergleich mit ventilgesteuerten Antrieben gute Energieeffizienz und die Möglichkeit der einfachen Stillsetzung aus, weisen jedoch durch die mangelnde Einspannung des Aktors geringere Eigenfrequenzen auf, was die Einstellung von Standardregelkreisen erschwert und meist eine geringere Dynamik und Positioniergenauigkeit zur Folge hat. Hydraulische Achsantriebe, die ohnehin über zahlreiche dominante Nichtlinearitäten verfügen und schwach gedämpft sind können in der Folge das ihnen innewohnende Potential nicht ausschöpfen. Mit einem Vergleich von Dynamik und Präzision verschiedener Antriebssysteme an Hauptantriebsachsen von Kunststoff-Spritzgießmaschinen mittlerer Baugröße wird zunächst das Leistungspotential analysiert. Auf dieser Basis werden Methoden zur Verbesserung der statischen und dynamischen Eigenschaften drehzahlvariabler verdrängergesteuerter Antriebe in Positions- und Druckregelung entwickelt, welche sich durch eine einfache Parametrierung und hohe Robustheit auszeichnen, da sie ohne einen geschlossenen Regelkreis funktionieren. Die dynamische inversionsbasierte Vorsteuerung ermöglicht dabei ein initial gutes Folgeverhalten, das durch die Anwendung einer iterativ lernenden Regelung in jedem Zyklus weiter verbessert wird. Um die Dynamik von Folgeregelungen mit weiteren Randbedingungen zu maximieren wird eine Methode entwickelt, mit der es möglich ist, eine Bewegungsvorgabe entlang der physikalischen Leistungsgrenzen des Antriebssystems zu berechnen und die wirkenden Begrenzungen aufzuzeigen. Die Erstellung von Bewegungsvorgaben sowie die Einstellung der lernenden Regelung sind dabei jeweils mit einem einzigen Parameter möglich. Die experimentelle Untersuchung und der Funktionsnachweis der entwickelten Methoden am Beispiel der Kunststoff-Spritzgießmaschine zeigt eine deutliche Steigerung der möglichen Dynamik verdrängergesteuerter Antriebssysteme, ein gutes Folgeverhalten sowie eine erhöhte Positioniergenauigkeit bei gleichzeitiger Unabhängigkeit von der Betriebstemperatur.:1. Einleitung und wissenschaftliche Problemstellung 7 2. Zielsetzung der Arbeit 11 3. Stand der Forschung und Technik 13 3.1 Architekturen hydraulischer Linearantriebe 13 3.2 Betriebsverhalten drehzahlvariabler verdrängergesteuerter Antriebe 16 3.3 Regelung hydraulischer Achsantriebe in Verdrängersteuerung 18 3.4 Vorsteuerungen und iterativ lernende Regelungen 21 4. Antriebstechnik in Kunststoff-Spritzgießmaschinen 25 5. Analyse der Leistungsfähigkeit von Antriebssystemen in SGM 27 5.1 Aufbau und Funktionsweise von Spritzgießmaschinen 28 5.2 Auswahl der Antriebssysteme 31 5.3 Analyse der Bewegungsdynamik 34 5.4 Analyse der Positioniergenauigkeit 37 5.5 Analyse der Druckregelung 39 5.6 Identifikation von Potentialen für die Leistungssteigerung 44 6. Trajektoriengenerierung entlang der Systemleistungsgrenzen 47 6.1 Kniehebel-Schließeinheit 48 6.2 Analyse statischer und dynamischer Restriktionen 50 6.3 Trajektorienentwurfsmethodik 59 7. Modellbasierte dynamische Vorsteuerung 67 7.1 Methodik 68 7.2 Mathematisch-physikalische Beschreibung 69 7.3 Inversionsbasiertes Steuergesetz 75 8. Modellbasierte lernende Vorsteuerung 77 8.1 Methodik 78 8.2 Entwurf modellbasierter normoptimaler iterativ lernender Regelungen 79 8.3 Stabilitätsnachweis 84 8.4 Generierung von Lernmodellen 86 9. Anwendung der Verfahren und Diskussion 91 9.1 Positionsregelung im geschlossenen hydrostatischen Kreis 93 9.2 Lastkraftregelung im offenen Kreis 108 9.3 Ablösende Regelung: Geschwindigkeit - Last 123 10. Zusammenfassung 127 11. Literatur 133 12. Anhang 145 / Displacement-controlled hydrostatic drive systems with variable-speed pump are characterized by their good energy efficiency and the possibility of simple shutdown compared with valve-controlled drives, but they have lower natural frequencies, which makes the application of standard closed-loop control more difficult and usually results in lower dynamics and positioning accuracy. As a result hydraulic drives, which already have numerous dominant nonlinearities and are weakly damped, cannot exploit their full potential. The work starts with a comparison and an analysis of the dynamics and precision of different drive systems on main drive axes of medium-size plastic injection molding machines. On this basis, methods are developed for improving the static and dynamic properties of variable-speed displacement-controlled drives in position and pressure control. These methods are characterized by simple parameterization and high robustness without relying on a closed-loop control. In this context, the dynamic inversion-based feedforward control allows for a good tracking performance, which is further improved by applying a cycle-wise iterative learning control. In order to fulfill the dynamics of follow-up control with position boundary conditions, a method is developed which allows for calculating a motion specification along the physical performance limits of the drive system and to show the existing limitations. The creation of motion presets as well as the setting-up of a learning controller may be done with one single parameter. Experimental investigation of the developed methods using the example of the plastic injection molding machine shows a significant increase in dynamics of displacement-controlled drive systems, good follow-up behavior, and increased positioning accuracy while remaining independent of the operating temperature.:1. Einleitung und wissenschaftliche Problemstellung 7 2. Zielsetzung der Arbeit 11 3. Stand der Forschung und Technik 13 3.1 Architekturen hydraulischer Linearantriebe 13 3.2 Betriebsverhalten drehzahlvariabler verdrängergesteuerter Antriebe 16 3.3 Regelung hydraulischer Achsantriebe in Verdrängersteuerung 18 3.4 Vorsteuerungen und iterativ lernende Regelungen 21 4. Antriebstechnik in Kunststoff-Spritzgießmaschinen 25 5. Analyse der Leistungsfähigkeit von Antriebssystemen in SGM 27 5.1 Aufbau und Funktionsweise von Spritzgießmaschinen 28 5.2 Auswahl der Antriebssysteme 31 5.3 Analyse der Bewegungsdynamik 34 5.4 Analyse der Positioniergenauigkeit 37 5.5 Analyse der Druckregelung 39 5.6 Identifikation von Potentialen für die Leistungssteigerung 44 6. Trajektoriengenerierung entlang der Systemleistungsgrenzen 47 6.1 Kniehebel-Schließeinheit 48 6.2 Analyse statischer und dynamischer Restriktionen 50 6.3 Trajektorienentwurfsmethodik 59 7. Modellbasierte dynamische Vorsteuerung 67 7.1 Methodik 68 7.2 Mathematisch-physikalische Beschreibung 69 7.3 Inversionsbasiertes Steuergesetz 75 8. Modellbasierte lernende Vorsteuerung 77 8.1 Methodik 78 8.2 Entwurf modellbasierter normoptimaler iterativ lernender Regelungen 79 8.3 Stabilitätsnachweis 84 8.4 Generierung von Lernmodellen 86 9. Anwendung der Verfahren und Diskussion 91 9.1 Positionsregelung im geschlossenen hydrostatischen Kreis 93 9.2 Lastkraftregelung im offenen Kreis 108 9.3 Ablösende Regelung: Geschwindigkeit - Last 123 10. Zusammenfassung 127 11. Literatur 133 12. Anhang 145

Univ., Diss.--Stuttgart, 2006.

A study of students’ mathematical identity was carried out in February 2009 involving participants from two colleges of education, one in Dublin (Republic of Ireland) and one in Belfast (Northern Ireland). All participants were pre-service primary school teachers in the third year of their B.Ed. programme, having chosen to specialize in mathematics. Data was gathered using a questionnaire (with, mainly, open-ended questions) followed by focus groups, involving the same participants, on each campus. This paper considers how students’ exploration of their mathematical identity led them to deepen their insight into learning and teaching mathematics. Recommendations are made for how the methods used in this research might be beneficial on a larger scale, in different environments.

Univ. d. Bundeswehr, Diss.--Hamburg, 2002.

A study of students’ mathematical identity was carried out in February 2009 involving participants from two colleges of education, one in Dublin (Republic of Ireland) and one in Belfast (Northern Ireland). All participants were pre-service primary school teachers in the third year of their B.Ed. programme, having chosen to specialize in mathematics. Data was gathered using a questionnaire (with, mainly, open-ended questions) followed by focus groups, involving the same participants, on each campus. This paper considers how students’ exploration of their mathematical identity led them to deepen their insight into learning and teaching mathematics. Recommendations are made for how the methods used in this research might be beneficial on a larger scale, in different environments.

Educators strive to improve student learning outcomes and there are numerous theories suggesting how this is best achieved. However, application of these theories to the coal face of a classroom is often fraught with obstacles resulting in poor outcomes. Constraints imposed by educational policy, school systems, structures and the individual students themselves, realistically require adaptation of theoretical techniques if genuine learning is to be imparted to students. This paper discusses some of the issues surrounding the practical implementation of new methodologies into the classroom and identifies important factors that affect teenagers in their learning of mathematics. Working within the constraints, constantly confronted with obstacles, can be frustrating and demoralising. This paper reflects on twenty years of classroom teaching of mathematics to students with relatively poor socio-economic backgrounds and the lessons learnt from them that may assist teachers to remain enthusiastic and creative with the energy to truly improve mathematics education. Key issues explored in the paper include: ‘Realities of a teacher’s working day’, ‘The learning of mathematics within a government secondary system’, and ‘What can be done to ensure mathematical learning takes place?’

Educators strive to improve student learning outcomes and there are numerous theories suggesting how this is best achieved. However, application of these theories to the coal face of a classroom is often fraught with obstacles resulting in poor outcomes. Constraints imposed by educational policy, school systems, structures and the individual students themselves, realistically require adaptation of theoretical techniques if genuine learning is to be imparted to students. This paper discusses some of the issues surrounding the practical implementation of new methodologies into the classroom and identifies important factors that affect teenagers in their learning of mathematics. Working within the constraints, constantly confronted with obstacles, can be frustrating and demoralising. This paper reflects on twenty years of classroom teaching of mathematics to students with relatively poor socio-economic backgrounds and the lessons learnt from them that may assist teachers to remain enthusiastic and creative with the energy to truly improve mathematics education. Key issues explored in the paper include: ‘Realities of a teacher’s working day’, ‘The learning of mathematics within a government secondary system’, and ‘What can be done to ensure mathematical learning takes place?’