UERSCHNITTQBeiträge aus Forschung und Entwicklung

AUSGABE 21 | FEBRUAR 2007

Bitte bewerben Sie sich vorzugsweise online unter www.areva-np.com oder nehmen Sie Kontakt mit uns auf:AREVA NP GmbH, Zentrales Recruiting, Frau Bernhild Pflanzer, Kaiserleistr. 29, 63067 Offenbach

Für mehr Informationen: www.areva.com

Mit 58.000 Mitarbeitern, Niederlassungen in 40 Ländern und einem Vertriebsnetz, das mehr als 100 Länder abdeckt, bietet AREVA ihren Kunden zuverlässige technologische Lösungen für CO2-freie Energieerzeugung sowie die Energie-übertragung und -verteilung.

Zur AREVA-Gruppe gehört die AREVA NP, ein Unternehmen von AREVA und Siemens, mit rund 14.000 Mitarbeitern.Von unseren Standorten in Frankreich, Deutschland und den USA aus arbeiten wir in allen Teilen der Welt.

Technologieführerschaft hat bei uns TraditionForschung und Entwicklung sind seit jeher Garanten für unseren Unternehmenserfolg. Nur deshalb können wir heute diemodernsten und sichersten Reaktordesigns anbieten und schlüsselfertig für unsere Kunden bauen. Dies wird auch inZukunft so bleiben. Es gilt, Gutes noch besser zu machen und den weltweit anerkannten Sicherheitsstandard unsererReaktoren weiter zu erhöhen. Von uns gebaute Kernkraftwerke erzeugen in elf Ländern kostengünstig und CO2-freiStrom. Immer mehr Betreiber setzen auf das Know-how unserer Teams und auf unsere hochspezialisierten Tools, umihre Anlagen noch wettbewerbsfähiger zu machen.

Menschen – Ideen – KarrierenWer sich für uns entscheidet, findet interessante Aufgabenfelder. Bei einem Global Player zu arbeiten verlangt nebenFachwissen und Kreativität auch Offenheit und Verständis für andere Kulturen. Die von uns entwickelten und angemel-deten Patente belegen Jahr für Jahr unsere herausragende Kompetenz. Mit neuartigen Reaktoren wollen wir derKernenergie in den nächsten Jahrzehnten neue Einsatzgebiete in der Energiewirtschaft erschließen. UnsereMitarbeiterinnen und Mitarbeiter aus den unterschiedlichen technischen und wissenschaftlichen Disziplinen arbeitenbereits heute an diesen Herausforderungen von morgen. Auch für Sie eröffnen sich einmalige Karrierechancen.

Möchten Sie an diesen herausfordernden Aufgaben mitarbeiten und Ihre Fähigkeiten einbringen?An unseren Standorten in Deutschland, z.B. Erlangen, Offenbach, Karlstein, Lingen und Duisburg, geben wir Ihnenjederzeit die Gelegenheit zum Einstieg.

Wir suchen mehrere Ingenieure, Techniker und technische Assistenten (m/w), gerne auch mit gleichwertigem auslän-dischen Abschluss, mit Schwerpunkt in einer der folgenden Fachrichtungen:

– Maschinenbau/Verfahrens-/Kerntechnik – Naturwissenschaften (Physik, Chemie)– Elektrotechnik/Informatik – Werkstoff-/Materialwissenschaften– Bauwesen – Wirtschaftsingenieurwesen

Darüber hinaus bieten wir Studierenden dieser Fachrichtungen

– Werkstudentenjobs– Praktikantenplätze– Studien-, Diplom- und Doktorarbeiten

Wir freuen uns darauf, Sie kennen zu lernen.

uerschnittQBeiträge aus Forschung und Entwicklung

AusgAbe 21 | FebruAr 2007

QUERSCHNITT 21

Forschung und Entwicklung in allen Bereichen der Wissenschaft und der angewandten Kunst weisen die Hochschule Darmstadt als einen lebendigen Ort aus, an dem Lösungen für ein breites Spektrum grundsätzlicher und spezifischer Probleme von Gesellschaft und Arbeitswelt gesucht, diskutiert, erarbeitet und auf den Prüfstand gestellt werden. Dazu braucht es Kompetenz und Engagement innerhalb der Hochschule bei Professorinnen und Professoren, Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern wie auch bei den Studierenden. Es braucht aber auch die Kommunikation und Kooperation mit Partnern, die Fragestellungen an die Hochschule herantragen und eigene Beiträge in Problemlösungen und in Forschungsan-sätze einbringen.

Forschung und Entwicklung benötigen eine Plattform, die Interesse weckt, Erkenntnisse vermittelt und anhand konkreter Projekte und Ergebnisse Beteiligte aus Hochschule, Wirt-schaft, Industrie und dem Bereich der öffentlichen und sozialen Einrichtungen ins Ge-spräch bringen kann. Der Querschnitt als jährlich erscheinende Forschungspublikation der Hochschule Darmstadt leistet diese Aufgabe seit vielen Jahren. Der Anspruch der vorlie-genden Ausgabe 2007 ist es, das Selbstverständnis der h_da als herausragende Hoch-schule für angewandte Wissenschaften in ihrem neuen Erscheinungsbild unmittelbar sichtbar zu machen und es mit der Substanz und Qualität seiner Beiträge zu belegen.

Nomen est omen: der Querschnitt 2007 bietet tatsächlich einen aufschlussreichen Quer-schnitt durch die vielfältigen Forschungsaktivitäten der fachlich breit aufgestellten Hoch-schule Darmstadt. Beiträge aus dem Bereich Bauingenieurwesen (erster Beitrag nach Seitenzahl und Alphabet) bis zu einer Projektpublikation aus dem Bereich Wirtschaft (letz-ter Beitrag noch Seitenzahl und Alphabet) definieren ein Spektrum, in dem es um Biotech-nologie, Energieverbrauchsprognosen, Dokumentenmanagement, Maschinenbau, Licht- und Beleuchtungstechnik, Informationsarchitektur und Journalismus geht.

Die Beiträge sind mit dem Anspruch verfasst, wissenschaftlichen Qualitätsmaßstäben zu genügen und dennoch auch eine breitere interessierte Öffentlichkeit zu erreichen. Wissen-schaft im Elfenbeinturm gehört nicht zum Programm dieser Hochschule, die für sich re-klamiert, in Lehre und Forschung „Wissenschaft in Aktion“ erleben zu lassen. Wenn Sie diesem Anspruch nachgehen wollen, dann empfehle ich Ihnen die Lektüre der Beiträge dieses Querschnitt 2007. Sie werden sehen: es lohnt sich.

Prof. Dr. Maria Overbeck-Larisch Die Präsidentin der Hochschule Darmstadt

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VORWORT

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WIR GEHEN NEUE WEGE.WIR GEBEN FORSCHUNG, ENTWICKLUNG UND KÜNSTLERISCHEM GESTALTEN NEUEN RAUM.

QUERSCHNITT 21

Seiten 2 – 3Vorwort Präsidentin

Seiten 14 – 135Projekte

Seiten 14 – 1910 JahrE TEchnologiETransFEr – horiBa aTs DarmsTaDT – hochschulE DarmsTaDT h_daProf. Dr.-Ing. Dietmar ueberschär und Dipl.-Ing. Dieter Schulmeyer• Fachbereich maschinenbau

Seiten 24 – 35WassEr Für gaDara – 90 km langEr TunnEl im norDEn JorDaniEns EnTDEckTProf. Dr.-Ing. Mathias Dö­ring• Fachbereich Bauingenieurwesen

Seiten 36 – 47WirkungsinDizEs Für DEn VErglEich TypisiErTEr VErBEssErungs­massnahmEn im rahmEn DEr VErkEhrssichErhEiTsarBEiTProf. Dr.-Ing. Jürgen Follmann• Fachbereich Bauingenieurwesen

Seiten 48 – 54konsTrukTion EinEs pEpTiDs miT gElöschTEr FluorEszEnz unD ETaBliE­rung EinEs akTiViTäTsTEsTs zur BEsTimmung Von p1­proTEasEakTiViTäTStefanie Weimer und Hans-Lothar Fuchsbauer• Fachbereich chemie und Biotechnologie

Seiten 56 – 62VErWEnDung FluorEszEnzBasiErTEr sauErsToFFsEnsorEn zur unTErschEiDung BakTEriziDEr unD BakTEriosTaTischEr suBsTanzEnProf. Dr. Franz-Josef Meyer-Almes und Annika Schäfer• Fachbereich chemie und Biotechnologie

Seiten 64 – 73sichErEs unD EFFiziEnTErEs DokumEnTEnmanagEmEnT am BEispiEl EinEr DEuTsch­FranzösischEn hochschulkoopEraTionFabio Mondelli, Inge Schestag, uta Stö­rl und Peter Wollenweber• Fachbereich informatik

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rz_schenck_anz_buerste5.fh 15.01.2007 15:02 Uhr Seite 1

Probedruck

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Selbst winzige Ursachen entfalten oft große Wirkung. Eine kleine Unwucht entpuppt sich auf diese Weise schnell als Geräuschbelästigung imAlltagsbetrieb und zum Makel eines ansonsten tadellosen Produkts. Ob groß oder klein – bei einer Vielzahl von Komponenten lassen sich durchAuswuchten störende Vibrationen von Anfang an vermeiden. Dank der Auswuchtlösungen von Schenck. www.schenck-rotec.de

The Group

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Es gibt Geräusche, die am Image kratzen.

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Balancing with Schenck1 0 0 Years

THE ART OF ROTATION

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Seiten 74 – 85inFormaTion EnginEEring inFormaTionsDEsign zur unTErsTüTzung FunDiErTEr EnTschEiDungEn im WEBBernhard Thull• Fachbereich informations- und Wissensmanagement

Seiten 86 – 93WalzEn Von kugElumlauFspinDElnProf. Dipl.-Ing. Klaus eichner und Prof. Dipl.-Ing. ernst Hammerschmidt• Fachbereich maschinenbau

Seiten 94 – 97DEsinTEgraTion – Ein VErFahrEn Das EnErgiE zuglEich EinsparT unD liEFErTProf. Dipl.-Ing. habil. Jochem unger und Dipl.-Ing. Wälti Schmitt• Fachbereich maschinenbau

Seiten 98 – 109kompETEnz lichTTEchnik unD BElEuchTungsTEchnik an DEr h_daProf. Dr. Matthias Brinkmann, Dipl.-Ing. Matthias etzel, Dipl.-Ing. Malte Hagemann, Dipl.-Ing. Harald Klö­ß, Dipl.-Ing. Susanne Krause und Prof. Dr. udo rohlfing• Fachbereich mathematik und naturwissenschaften

Seiten 110 – 121DiE maThEmaTischE suchE nach VErBorgEnEn signalEn im gEnomManuel Dehnert, Werner e. Helm und Marc-Thorsten Hütt• Fachbereich mathematik und naturwissenschaften

Seiten 122 – 129rEDakTionsmanagEmEnT unD rEDakTionEllE innoVaTionEn EinEr grossEn nachrichTEnagEnTurProf. Dr. Klaus Meier• Fachbereich sozial- und kulturwissenschaften

Seiten 130 – 135konTExTsEnsiTiVE sEmanTischE synchronisaTion in ElEkTronischEn markTTransakTionEnProf. Dr. Michael rebstock, Dipl.-Bw. Janina Fengel und Heiko Paulheim• Fachbereich Wirtschaft

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inhAltQuerschnitt 21

Power Transmission and Distribution (PTD)

Wir zeigen Ihnen Ihre Chancen im Kompetenzzentrum der Siemens AG für gasisolierte Mittelspannungs-Schaltanlagen.

Für den Standort Frankfurt/Main suchen wir Menschen mit ehrgeizigen Zukunftsplänen, die Lusthaben, mit uns auf dem Weltmarkt etwas zu bewegen.

Unsere Teams in den Bereichen Produktion, technisches Versuchsfeld und Konstruktion von Mittelspannungs-Schaltanlagen warten auf die engagierte Unterstützung von Werkstudenten,Praktikanten, Diplomanden und Absolventen.

Bringen Sie den Drive mit, bei uns richtig durchzustarten? Haben Sie darüber hinaus Kenntnisseder Elektrotechnik, des Maschinenbaus, der Feinwerktechnik o.Ä.?

Dann bewerben Sie sich online über unsere Jobbörse unter www.siemens.de/career (Arbeitsgebiet: Power, Bereich: Power Transmission and Distribution).

Siemens AGSchaltanlagenwerk Frankfurt/MainFrau Diana FalkeTel.: 069/4008-2670

• Werkstudenten (m/w)

• Praktikanten (m/w)

• Diplomanden (m/w)

• Absolventen (m/w)

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Go. Spin the globe.

Siemens Power Transmission and Distribution ist eines der führenden Unternehmen auf dem Weltmarkt für Energieübertragung und -verteilung. Als Produktlieferant, Systemintegrator,Komplettlösungs- und Serviceanbieter ermöglicht Siemens PTD Stromversorgern und der Industrieden wirtschaftlichen und zuverlässigen Transport elektrischer Energie vom Kraftwerk bis zumVerbraucher.

Unser Frankfurter Standort mit ca. 850 Mitarbeitern ist das Kompetenz-Zentrum der Siemens AG für die Entwicklung und Produktion von gasisolierten Mittelspannungs-Schaltanlagen zur Verteilungelektrischer Energie am Weltmarkt.

Seiten 138 – 177Projektberichte

Seiten 138 – 139wechselbeziehungen zwischen der FinAnzierung öFFentlicher VerkehrsProjekte und deren PlAnFeststellungvon Dr.-Ing. Ingo Zelenka• Fachbereich Bauingenieurwesen

Seite 140Vom chemielAborAnten zum chemie-ingenieur (Fh) von Prof. Dr. Volker Wiskamp • Fachbereich chemie und Biotechnologie

Seiten 141 – 144künstliche neuronAle netze (knn) zur VerbrAuchsPrognose im strom- und gAsbereichvon Dipl.-Ing.(FH) Thorsten Fiedler, Dipl.-Ing. (FH) Steffen Ott und Prof. Dr.-Ing. Dieter Metz • Fachbereich Elektrotechnik und informationstechnik

Seiten 146 – 148ProgrAmmierung kooPerierender robotersystemevon Prof. Thomas Horsch• Fachbereich informatik

Seiten 150 – 151QuAlitätssicherung in der lehre – mehr Als nur eVAluAtionvon Dr. Katja Lenz und Dr. Hans-Peter Wiedling• Fachbereich informatik

Seiten 152 – 153AgAto – wir zeigen menschenvon Simon Brückner, Sebastian Denef, ralf Gehrig und Hans-Peter Wiedling• Fachbereich informatik

Seiten 154 – 155kooPerAtiVes ForschungsProjekt: eVAluAtion Von oPtimierungs-VerFAhren des suchmAschinenmArketing – eine inFormAtions-wirtschAFtliche und inFormAtionswissenschAFtliche AnAlysevon Prof. Dr. Bernd Jö­rs, Jens Fauldrath und Arne Kunisch• Fachbereich informations- und Wissensmanagement

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inhAltStartende TalenteSteigen Sie ein beim größten deutschen Airport-Konzern und zeigen Sie,was in Ihnen steckt. Interessiert?

Nähere Informationen finden Sie auf unserer Homepagewww.fraport.de im Bereich Jobs & Karriere.

Fraport. The Airport Managers.

Startende Talente_Lay 09.08.2006 15:31 Uhr Seite 1

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Seiten 156 – 157dAs ende der ellenbogengesellschAFt – ein erFAhrungsbericht zum online-belegsystemvon Prof. Dr. Christoph Busch, A. Aschulin, F. Lö­lhö­ffel, C. Oesterle, K. Tran Phuc und H. Steger• Fachbereich media

Seiten 158 – 159PädAgogische konFlikt- und gewAltForschung – Vergleich Aktueller konzePte in der Arbeit mit jugendlichenvon Prof. Dr. Achim Schrö­der und Angela Merkle• Fachbereich sozialpädagogik

Seiten 160 – 161die Fortentwicklung der jugendhilFePrAxis zum kindschAFtsrecht – ein ForschungsProjekt im AuFtrAge des bundesjugendministeriumsvon Prof. Dr. Bernd Seidenstücker• Fachbereich sozialpädagogik

Seiten 162 – 164innoVAtionsrAdAr umweltrechtvon Karsten Barginda • Fachbereich sozial- und kulturwissenschaften

Seiten 166 – 167elVies-ForschungsVerbund: eFFiziente logistik und Verwertung durch den integrierten einsAtz Von smArtlAbels im elektro- und elektronikschrottvon Dr.-Ing. Georg Cichorowski• Fachbereich sozial- und kulturwissenschaften

Seiten 168 – 169die ProjektgruPPe »wedekind« beArbeitete 2006 drei Arbeits- und ForschungsschwerPunktevon ulrike Steierwald und Hartmut Vinçon • Fachbereich sozial- und kulturwissenschaften

Seiten 170 – 172 die bedeutung Von ArbeitgebermArke und stAndortAttrAktiVität Als determinAnten der ArbeitgeberwAhl Von hochschulAbsolVenten von Prof. Dr. ralf Schellhase, Dipl.-Kffr. Birgit Franken und Dipl. Media System Designerin Lena Weick • Fachbereich Wirtschaft

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IngenieurePraktikanten I Diplomanden I Absolventen I Doktoranden

Sie wollen spannende, herausfordernde Aufgaben in Entwicklung, Technik oderProduktion übernehmen? Merck, ein erfolgreiches und expandierendes chemisch-pharmazeutisches Unternehmen, bietet Ihnen die Möglichkeit, Ihre Interessen undFähigkeiten in einem dynamischen Team einzubringen.

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Merck.A4 Image_Ing Querschnitt 01.11.2006 12:54 Uhr Seite 1

Seite 173mitArbeiter der hochschule dArmstAdt schreiben deutsche Version des weltweit meistVerkAuFten mArketing-lehrbuchsvon Prof. Dr. ralf Schellhase und Dipl.-Kffr. Birgit Franken • Fachbereich Wirtschaft

SeITeN 174 – 177 die bedeutung Von sekundärdienstleistungen im business-to-business-mArketing – Ausgewählte ergebnisse des ForschungsProjektsvon Prof. Dr. ralf Schellhase und Dipl.-Kffr. Birgit Franken • Fachbereich Wirtschaft

Seiten 178 – 195AbschlussArbeiten

Seiten 196 – 197dAnksAgungen

Seite 198imPressum

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inhAlt Wir sind bereitfür kluge Köpfe.Unsere Mitarbeiterinnen und Mit-arbeiter stellen sich täglich denHerausforderungen des dynami-schen Energiemarkts. Dafür brau-chen wir auch in Zukunft klugeKöpfe, die mit Engagement undIdeen die Energie- und Trinkwasser-versorgung von morgen sicher-stellen.

www.hse.ag

186s128_HSE_Einstein_0107.qxd 23.01.2007 11:46 Uhr Seite 1

Energieversorgung der Zukunft mitgestalten

Eine sichere und umweltschonende Energie- und Trinkwasserversorgung ist eine der zentralen Herausforderungen des21. Jahrhunderts. Hochqualifizierte Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der verschiedenen kaufmännischen und techni-schen Fachrichtungen stellen sich bei der HEAG Südhessischen Energie AG (HSE) jeden Tag der Herausforderung, aufdie veränderten Rahmenbedingungen des Energiemarktes zu reagieren. Dafür braucht die HSE auch in Zukunft klugeKöpfe, die mit ihrem Engagement und ihren Ideen die Energie- und Trinkwasserversorgung von morgen ermöglichen.

Der Garant für den wirtschaftlichen Erfolg sind die eigenen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Daher ist es für den HSE-Konzern von zentraler Bedeutung, immer wieder gute Nachwuchskräfte zu gewinnen und zu binden. Bereits währenddes Studiums erhalten angehende Akademiker die Chance, die eigene Energie in Erfolg umzusetzen: sei es im Rahmeneines Praktikums oder einer Diplomarbeit. Nach einem zügig und erfolgreich abgeschlossenen Studium bietet dasUnternehmen interessante Perspektiven in einem dynamischen und zukunftsfähigen Markt.

Der HSE-Konzern mit seinen rund 2.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern ist verantwortlich für die Lebensadern derRegion und schafft durch seine Versorgungsnetze die Basis für den Wirtschaftsstandort Südhessen. Mit ihren Tochter-und Beteiligungsgesellschaften ist die HSE entlang der gesamten Wertschöpfungskette von der Erzeugung undBeschaffung, der Verteilung bis hin zum Vertrieb aktiv. In der Region versorgt die Vertriebstochter ENTEGA mehr als645.000 Kunden zuverlässig mit Strom, Erdgas, Trinkwasser und Wärme zu im bundesweiten Vergleich günstigenPreisen. Daneben betreibt die HSE großtechnische Anlagen wie das Darmstädter Müllheizkraftwerk, mehrereHeizkraftwerke und zwei Klärwerke in Darmstadt. Dabei erzielt der Konzern einen Jahresumsatz von über einerMilliarde Euro.

Um die eigene unternehmerische Unabhängigkeit langfristig zu sichern, möchte das Unternehmen in den kommendenJahren seinen Eigenerzeugungsanteil an Strom von derzeit 15 auf bis zu 70 Prozent ausbauen und setzt neben derBeteiligung an konventionellen Kraftwerken auch auf den Ausbau von regenerativen Energien wie zum Beispiel Biogasund Biomasse.

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Querschnitt 21 FAchbereich mAschinenbAu10 Jahre Technologietransfer horiba aTs – hochschule Darmstadt

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10 jAhre technologietrAnsFerhoribA Ats dArmstAdt – hochschule dArmstAdt h_daautoren • Prof. Dr.-Ing. Dietmar ueberschärDipl.-Ing. Dieter Schulmeyer

Abbildung 2 • Horiba ATS, Geschäftsführer Dr. Breyer

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Abbildung 1 • h_da, Präsidentin Prof. Dr. Overbeck-Larisch

Querschnitt 21

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FAchbereich mAschinenbAu10 Jahre Technologietransfer horiba aTs – hochschule Darmstadt

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• kooperationAm 29. Juni 2006 wurde an der Hochschule Darmstadt im rah-men einer Feierstunde ein hochdynamischer Prüfstand für die Lehre und Forschung in Betrieb genommen. Diese Inbetrieb-nahme ist der vorläufige Hö­hepunkt einer bereits seit mehr als zehn Jahren bestehenden intensiven und für beide Seiten vorteilhaften Zusammenarbeit zwischen der Firma Horiba ATS – früher Carl Schenck AG, Darmstadt –, und dem Fachgebiet Verbrennungskraftmaschinen (VKM) der Hochschule Darm-stadt.Bereits am 2. Juni 2006 war an der Hochschule Darmstadt ein Vertrag unterzeichnet worden, in dem beide Seiten, Horiba ATS und die Hochschule Darmstadt, vereinbart haben, ihre Akti-vitäten im Bereich der Motorenentwicklung zu erweitern und aus den verschiedenen Interessenlagen sich ergebende Syn-ergieeffekte zu nutzen. Darüber hinaus ist diese Vereinbarung auch zum Zwecke der Forschungsfö­rderung durch Horiba ATS geschlossen worden Schon 1996 hat die Vorgängerfirma Carl Schenck AG dem Fachgebiet Verbrennungskraftmaschinen den ersten HD-Prüfstand zur Verfügung gestellt. Während der zehnjährigen Kooperation hat die Hochschule Darmstadt im rahmen des Technologietransfers von der Firma Horiba ATS/Schenck AG Hardware im Gegenwert von insgesamt ca. 675.000 € erhalten. Der nun von der Firma Horiba ATS der Hochschule Darmstadt für die Lehre und Forschung zur Verfügung gestellte zweite hochdynamische Motorenprüfstand hat einen Wert von mehr als 200.000€. Darüber hinaus hat auch die Hochschule Darm-stadt in den Aufbau des HD-Prüfstands im VKM-Labor einen Betrag von ca. 100.000 € investiert. Der Prüfstand ist, wie es dem heutigen Standard entspricht, in einer schallgedämmten Prüfzelle mit entsprechender Infrastruktur zur erfassung der motorischen Kennwerte und der Abgasschadstoffemissionen aufgebaut. Durch diese Investitionen ist die Hochschule Darmstadt auf dem neuesten Stand der Motorenprüfstandstechnik. eine pra-xisorientierte Ausbildung und Forschung auf dem Gebiet der Motorenentwicklung ist dadurch mö­glich. Außerdem gewinnt die Hochschule Darmstadt durch den permanenten Techno-logietransfer als Forschungspartner der Wirtschaft stetig an Attraktivität, was die Beschaffung von Drittmitteln bisher we-sentlich erleichtert hat und auch in Zukunft erleichtern wird. In den vergangenen Jahren konnten im Fachgebiet Verbren-nungskraftmaschinen für F&e-Projekte, Drittmittel in Hö­he von ca. 1.000.000 € akquiriert werden. eine Auswahl der finan-zierten Projekte und die jeweiligen Partner aus der Industrie sind in Abbildung 4 dargestellt.Natürlich profitiert auch Horiba ATS von der intensiven Zu-sammenarbeit mit der Hochschule. Mit dem Hochleistungs-prüfstand sollen praktische Betriebserfahrungen gesammelt

werden. Gleichzeitig soll im rahmen der Kooperation die Be-triebs- und Simulationssoftware weiter entwickelt werden. Darüber hinaus wurde vereinbart, dass Horiba ATS die Anlage für potentielle Kunden zur Präsentation nutzen kann. Auch die rekrutierung von Nachwuchskräften wird dadurch wesentlich einfacher.

• technische PrüfstandsausrüstungDer Prüfstand besteht im Wesentlichen aus folgenden Kompo-nenten: Bedienpult, zentrales rechnersystem, umrichteranla-ge, Asynchronmaschine, Messwerterfassung und dem Ver-brennungsmotor.Die Bedienung der Anlage erfolgt über einen eigenen PC, der mit dem Prüfstandsregler x-act ausgestattet ist. Zentraler Be-standteil von x-act ist die regeleinheit. Sie übernimmt die ei-gentliche regelungsaufgabe sowie die Kommunikation mit einem übergeordneten Automatisierungssystem und stellt Schnittstellen mit entsprechender Signal-Aufbereitung zu der Belastungseinrichtung und dem Motor bereit. Die regeleinheit x-act arbeitet sehr eng mit der neuen Automatisierungsplatt-form STArS zusammen. Mit STArS werden Prüfergebnisse, Projekte und Prüfstände zentral verwaltet. Des weiteren bietet STArS noch umfang-reiche Mö­glichkeiten zur Visualisierung des Prüflaufs. Durch entsprechende Bildelemente lässt sich z. B. der gewohnte An-blick eines PKW-Cockpits auf dem Bildschirm abbilden. Da-durch ist es mö­glich, in jeder Phase der Versuchsdurchfüh-rung, durch kurzen Blickkontakt analoge Informationen über Drehzahl, Geschwindigkeit usw. zu erhalten. Gleichzeitig lässt sich durch eine digitale einblendung der genaue Wert ablesen. Zum Konfigurieren der Bilder steht eine umfangreiche Biblio-thek zur Verfügung, die eine Vielzahl von Visualisierungsele-menten enthält. Das System ist mit dem so genannten road Load Simulation (rLS) Programm erweitert. Mit dem rLS-Programm kann je-des beliebige Fahrzeug zusammengestellt und mit verschie-denen Fahrern kombiniert werden. Das rLS-Modell ist in Ab-schnitte unterteilt, um die Verwaltung zu vereinfachen. Diese Abschnitte sind Motor, Drehmomentumwandler, Kupplung, Ge-triebe, Fahrzeug und Fahrer. Der rLS-Fahrer ist in der Lage, sowohl ein Handschaltgetriebe als auch ein Automatikgetriebe zu simulieren. Der wesentliche Baustein des rLS-Fahrers ist die Zustandserkennung/-beobachtung, die alle Informationen erfasst, die auch dem Fahrer „Mensch“ zur Verfügung stehen. entsprechend den menschlichen Mö­glichkeiten und Fähig-keiten arbeitet der rLS-Fahrer. ein weiteres element des Prüfstandes ist die Messwerterfas-sung durch universalmessmodule. Sie dient der dezentralen erfassung von Temperatur, Druck, bzw. Strom- und Spannungs- Abbildung 3 • Hochdynamischer Motorenprüfstand (Prüfzelle)

signalen. es stehen drei verschiedene Messmodule zur Ver-fügung.• Modul DT: Zur erfassung von Temperaturen mit Widerstandsthermometer und Thermoelementen • Modul DP: Zur Messung von Drücken • Modul DCV: Zur Messung von Strom- und Spannungs- signalenAlle Module sind im Messgalgen integriert, der in unmittelbarer Nähe des Messortes (Prüfzelle) angebracht ist. Die Messsen-soren werden über Steckverbindungen mit dem drehbar und schwenkbar gelagerten Gehäuse des Messgalgens verbunden. Die Sensorsignale werden von der nachgeschalteten elektro-nik erfasst und digitalisiert. Anschließend werden aus den di-gitalisierten Werten die physikalischen Messwerte berechnet und linearisiert. Die Messwerte werden mit der dem Kanal zu-geordneten erfassungsfrequenz via CAN-Bus zum Automati-sierungssystem STArS übertragen. Die Parametrierung der Module erfolgt vom Bedien-PC des Automatisierungssystems aus. Hierfür steht standardmäßig eine Parametriersoftware auf dem Automatisierungssystem STArS zur Verfügung. Die umrichteranlage dient zur Versorgung der Asynchron-maschine mit elektrischer energie bei Motorbetrieb und zur rückspeisung der elektrischen energie ins Netz bei Genera-torbetrieb. Der Dynas3-Frequenzumrichter verfügt über ein separates einspeisefeld mit Hauptschütz, Drosseln, Siche-rungen und Hilfsrelais. Das Zentralmodul enthält den Gleich-richter zur erzeugung der Zwischenkreisspannung, die Über-wachungs- und einschaltelektronik, den Mikroprozessor für

die Diagnose sowie das Bedienfeld für die Parametrierung, Status- und Fehlermeldung. Die ebenfalls zur Verfügung gestellte Fahrhebelstelleinrich-tung ermö­glicht den Fahrhebel des Versuchsmotors elektro-motorisch zu verstellen. Als Stellglied wird ein elektrischer Antrieb verwendet, der mit einem permanenterregten drei-phasigen Synchronmotor arbeitet. Als Antriebs- und Belastungsmaschine wird eine luftgekühl-te Dynas3-Asynchronmaschine mit Drehmomentmessflansch und integrierter Drehzahlmesseinrichtung verwendet. Vorteile sind weitgehende Wartungsfreiheit, hohe Überlastbarkeit, Hö­chstdrehzahlen, geringe Massenträgheitsmomente und da-mit gute dynamische eigenschaften. Für die Inbetriebnahme der Anlage und für die ersten Ver-suchs- und entwicklungsarbeiten wurde dem Fachgebiet Ver-brennungskraftmaschinen von der GM Power Train GmbH, rüsselsheim, ein aufgeladener 4-Zylinder-4-Takt-Ottomotor mit Ladeluftkühlung zur Verfügung gestellt. Der 1.6 Liter Turbo eCOTeC®-Motor, wie z. B. im neuen Opel Meriva OPC verbaut, bringt eine Spitzenleistung von 132 kW (180 PS) und ein Dreh-moment von 230 Nm. Durch das Dreiwege-Abgasnachbehand-lungskonzept erfüllt der Motor die euro-4-Grenzwerte.

• einsatz des hd-Prüfstands in der PraxisMit Hilfe der Anlage kö­nnen die dynamischen Betriebszustän-de von Pkw- und Nfz-Motoren, wie sie im normalen Fahrbe-trieb auf der Straße auftreten, mit modernster Computertech-nik simuliert werden. Die aufwändige Überprüfung der Motoren

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FAchbereich mAschinenbAu10 Jahre Technologietransfer horiba aTs – hochschule Darmstadt

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Querschnitt 21

Abbildung 4 • Bedienpult des hochdynamischen Prüfstands

lichst viele dynamische Versuche in ein frühes entwicklungs-stadium verlegt werden, d. h. es sind dynamische Versuche am Motor durchzuführen, bevor das Fahrzeug überhaupt existiert. Mit Hilfe der dynamischen Prüfstandstechnik kö­nnen frühzei-tig Abgas- und Verbrauchsmessungen am Motor durchgeführt werden, die bisher zu einem späteren Zeitpunkt auf Abgasrol-lenprüfständen erfolgten. Auch Verschleißuntersuchungen von Bauteilen und Funktionsuntersuchungen von Stell- und re-gelmechanismen kö­nnen unter dynamischen Betriebsbedin-gungen erprobt werden.Die reproduzierbarkeit der Messergebnisse ist aufgrund der stabilen umgebungsbedingungen und der genauen Last- und Drehzahleinstellung sehr hoch, so dass sich auch entwick-lungstechnische Maßnahmen, die nur einen geringen einfluss auf Kraftstoffverbrauch und Abgasemissionen haben, exakt darstellen lassen. Damit auch die Übertragbarkeit der ergeb-nisse vom dynamischen Prüfstand zum rollenprüfstand und zum Fahrversuch gesichert ist, müssen zusätzlich Korrelati-onsmessungen durchgeführt werden.um eine effiziente Nutzung und Weiterentwicklung des HD- Prüfstands gewährleisten zu kö­nnen, ist eine intensive Zusam-menarbeit zwischen Anwender und entwickler der Prüftechnik erforderlich. Aus diesem Grund wurde zwischen der Firma Horiba ATS als entwickler und der Hochschule Darmstadt als Anwender die Kooperation geschlossen.

im Fahrzeug entfällt dadurch weitgehend. Mit den Simulati-onswerkzeugen kö­nnen z. B. auch unterschiedliche Fahrzeug-gewichte, veränderte Luft- und rollwiderstandsbeiwerte, ver-änderte Getriebeabstufungen und bestimmte Fahrerverhalten nachgebildet und deren einflüsse auf Verbrauch und Abgase-missionen untersucht werden. Darüber hinaus kö­nnen die be-kannten Fahrzyklen wie z. B. der „Neue europäische Fahr-Zy-klus“, NeFZ-Test, oder der uS-Amerikanische, FTP-75-Test (Federal Test Procedure), auf dem Prüfstand simuliert werden. Mit diesen Tests werden neu zugelassene Fahrzeuge über-prüft, inwieweit sie die gesetzlich vorgeschriebenen Abgas-grenzwerte erfüllen. Der NeFZ-Test, der den typischen Stadt-verkehr mit Überlandfahrten in europa repräsentiert, setzt sich aus Leerlauf, Beschleunigungs-, Verzö­gerung- und Kon-stantfahrten zusammen. Die Fahrkurve des FTP 75-Testzyklus besteht aus Geschwindigkeitsverläufen, die in den uSA auf den Straßen von Los Angeles während des morgendlichen Berufs-verkehrs tatsächlich gemessen wurde.Die realitätsgetreue Fahrersimulation und die genaue Nachbil-dung von Anfahr- und Schaltvorgängen ermö­glichen die Simu-lation aller Fahrzustände und der vom Gesetzgeber definierten Fahrzyklen an dynamischen Prüfständen. Dadurch ist es prak-tisch mö­glich, das „Fahrzeug von der Straße ins Labor zu ver-legen“.Die entwicklungszeiten von Fahrzeugen werden ständig redu-ziert. Im Laufe des entwicklungsfortschritts eines Fahrzeuges erhö­ht sich der zeitliche und kostenmäßige Aufwand einer Testmethode jedoch überproportional. Deshalb müssen mö­g-

Abbildung 5 • Komponenten des hochdynamischen Prüfstands

Prüfstand

Messschrank

INCA PC

Messwert-aufnahme

AbgasanalyseSteuergerät

X-actPrüfstandregler

STARSAutomatisierungssystem

Umrichter

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FACHBEREICH BAUINGENIEURWESENWasser für Gadara – 94 km langer antiker Tunnel im Norden Jordaniens entdeckt

WASSER FÜR GADARA – 94 KM LANGER ANTIKER TUNNEL IM NORDEN JORDANIENS ENTDECKTAutor • Prof. Dr.-Ing. Mathias Döring

1 • Zusammenfassung2004 wurde vom Verfasser im Norden Jordaniens ein antikes Tunnelsystem entdeckt, das in diesen Ausmaßen bisher nicht bekannt war. Das System wird seitdem mit Studierenden der Hochschule Darm-stadt und der FH Lübeck vermessen und dokumentiert. Die Bauweise deutet auf einen Aquädukt römischer Bauart hin, der die Dekapolis-Städte Adraa, Abila und Gadara mit Wasser versorgen sollte. Die Radiocarbon-Datierung im mittleren Streckenabschnitt ergab eine Bauzeit zwischen 130 und 210 n. Chr. Die Gesamtlänge beträgt nach heutigem Wissensstand über 170 km, davon drei unterirdische Abschnitte von 1, 11 und 94 km Länge. Der Aquädukt dür�e damit nicht nur eine der aufwändig-sten römischen Fernwasserleitungen gewesen sein; der 94 km lange Tunnel ist außerdem der längste bisher bekannte der Antike.

Abbildung 1 • Landschaft bei El Mugayyir. Der Tunnel verläuft im oberen Drittel der rechten Bergflanke in 20 bis 40 m Tiefe

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Querschnitt 21

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Wasser für gadara – 9� km langer antiker Tunnel im norden Jordaniens entdeckt FAchbereich bAuingenieurwesen

2 • übersichtDen Norden Jordaniens bildet ein 400 bis 440 m hoch gele-genes Plateau mit stark gegliederten randbereichen. Tief ein-geschnittene Täler fallen nach Westen zum 200 m unter dem Meeresspiegel gelegenen Jordan und nach Norden zu seinem grö­ßten Nebenfluss, dem Yarmouk, ab (Abbildung 1). Bis in über 200 m Tiefe steht tertiärer Kalkstein an, ö­stlich davon das 1700 m hohe Vulkanmassiv des Haurans [1, 2]. Im westlichen Teil des Hochlandes ist gesicherter regenfeldbau mö­glich, der ö­stlich des Wâdî eš-Šellâle von extensiver Weidewirtschaft ab-gelö­st wird. Ständig wasserführend sind nur Jordan und Yar-mouk.Befestigte Ortschaften sind (z. B. in Zeraqōn, Abbildung 2) schon aus der frühen Bronzezeit (2350 – 2250 v. Chr.) belegt [3]. es folgten eisenzeitliche und ab dem 3. Jh. v. Chr. hellenistische8) Siedlungen, die bereits weniger von der Landwirtschaft als vom Handel abhängig waren. Die Straßen verliefen damals wie heute auf der Hochebene. So kreuzten sich bei Adraa (dem heutigen Dara’a) die Hauptrouten aus dem euphrat /Tigris-raum über Gadara (umm Qais) zu den Häfen Caesarea und Akko mit der Fernstraße von Marib/Jemen über Petra und Da-maskus nach Aleppo (Haleb) [4, 5]. Ab 63 v. Chr., als die region an rom fiel, entwickelten sich Ad-raa, das heute unbewohnte Abila, Gadara und Kapitolias (Beit ras) zu bedeutenden Handelsplätzen, die sich mit Nachbar-städten zu einer Wirtschaftsgemeinschaft, der „Dekapolis“2), zusammenschlossen [6]. Der mit der Verleihung von Privile-gien verbundene Aufenthalt Kaiser Hadrians (129/130 n. Chr.) lö­ste einen zusätzlichen Aufschwung aus.

3 • wasserversorgung von Adraa, Abila und gadara3.1 entwicklungDer Wasserbedarf der hellenistischen Städte beschränkte sich zunächst auf den von Mensch und Tier und war mit 20 – 30 Li-tern pro einwohner und Tag verhältnismäßig gering. Auch für Gadara, Adraa und Abila genügten Zisternen und die Trans-porte von nahe gelegenen Quellen. Mit wachsendem rö­mi-schem einfluss stieg nicht nur der persö­nliche Bedarf der Be-vö­lkerung. Auch die nach rö­mischem Vorbild errichteten Thermen, Laufbrunnen und Nymphäen9) sorgten dafür, dass der Pro-Kopf-Verbrauch auf 400 Liter pro Tag stieg (heute in Deutschland rd. 120 l /e·Tag). Diese Menge konnte nur durch leistungsfähige Freispiegelkanäle5) geliefert werden [8, 9, 10].um die Zeitenwende (Späthellenismus) wurde daher von Ga-dara zur 11 km entfernten Quelle Ain Turab eine solche Frei-spiegelleitung5) gebaut (Abbildung 2), die, da sie Täler umfah-ren musste, mehr als 20 km lang wurde [11]. Dieser „Qanat Firaun“ [12, 13, 14] verlief auf seiner ganzen Länge in einem 1,60m hohen, 70 bis 90 cm breiten Tunnel. Mit dem wirtschaftlichen Aufschwung des 2. Jhs. scheint auch diese Leitung nicht mehr ausgereicht zu haben, denn die hier vorgestellte Fernleitung kam hinzu, blieb aber teilweise un-vollendet und konnte ihre Aufgabe nicht in vollem umfang wahrnehmen.

3.2 FeldforschungenIm Zusammenhang mit archäologischen Arbeiten der univer-sitäten Tübingen und Wuppertal in Zeraqōn (Abbildung 2) wurde der Verfasser hinzugezogen, um einen bis dahin wenig beach-teten Tunnel unterhalb dieser Siedlung auf seinen Zweck hin zu beurteilen. Dabei stellte sich heraus, dass dieser keines-falls, wie von archäologischer Seite vermutet, bronzezeitlicher

Herkunft war, sondern Teil eines Aquädukts rö­mischer Bauart. Der geräumige Querschnitt war von Schrägstollen mit Trep-pen (Abbildung 6) aus aufgefahren1) worden. Nach Abschluss der Bauarbeiten hatte man diese bis auf einen zugemauert und von außen verschüttet. Das konnte zum Schutz des Was-ser vor Verunreinigungen, aber auch aus allgemeinen Sicher-heitserwägungen in einer nicht dauerhaft befriedeten region geschehen sein. Weil in der Nähe grö­ßere antike Ortschaften fehlten, die der Aquädukt hätte versorgen kö­nnen, war der Tunnel nicht iso-liert, sondern mö­glicherweise als Teil einer Fernwasserlei-tung zu sehen. Da es sich um eine Freispiegelleitung handelte, kamen als Nutzer nur Städte in Frage, die in freiem Gefälle erreicht werden konnten. unterstellt man das im rö­mischen Bauwesen übliche Gefälle von 1 ‰, dann lagen Adraa, Abila und Gadara mit zusammen über 80.000 einwohnern in geeig-neter Hö­he. Bei 400 l /einwohner und Tag wäre ein Abfluss von 370 l /s erforderlich gewesen. Diese Menge stand nur am 60 km entfernten See von Dille/Syrien (heute Sumpf) zur Verfü-gung (Abbildung 2). Die Hypothese einer bisher unbekannten antiken Fernwasser-leitung von derart ungewö­hnlichen Ausmaßen mündete in ein von der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG gefö­rdertes Projekt des Verfassers, dessen erste Maßnahme es war, den Verlauf des Tunnels zu finden. An Hand topographischer Kar-ten und unter Berücksichtigung der antiken Tunnelbautechnik wurden dafür, ausgehend von Zeraqōn, hypothetische Trassen nach beiden richtungen entworfen, die bei der systematischen Suche in dem 10 x 50 km2 großen, stark gegliederten und un-übersichtlichen Projektgebiet hilfreich waren (Abbildung 2). In mehrwö­chigen einsätzen gelang es so tatsächlich, den zwischen dem Wâdî eš-Šellâle und Gadara durchgehend un-terirdisch verlaufenden Aquädukt auf weiten Strecken nach-zuweisen (Abbildungen 3). Der geräumige Tunnel war vielfach auf mehreren hundert Metern begehbar und mit estrich bzw. Putz ausgekleidet. Gelegentlich markierten Sinterungen den ehemaligen Wasserstand. In anderen Abschnitten, wo nur der rohe Felsausbruch angetroffen wurde, schien das Bauwerk unvollendet geblieben zu sein (Abbildungen 4). eine durchgängige Passage des Tunnels war allerdings nicht mö­glich, weil immer wieder erdmassen unter verfallenen Bau-schächten den Querschnitt versperrten oder sich regenwasser angestaut hatte. Nachbrüche wurden dagegen kaum gefunden. Nicht mö­glich waren erkundungen im unmittelbaren Grenzge-biet Syrien-Jordanien und nach wie vor unklar ist der Verlauf kurz vor Abila und an der Quelle Ain Turab (Abbildung 2).Das Tunnelsystem erwies sich schließlich als wesentlich um-fangreicher als angenommen, weil hö­here Bergrücken meist nicht unterquert und die Täler umfahren worden waren. Da-durch erreichten die drei Tunnelabschnitte zwischen dem Wâdî eš-Šellâle und Gadara mit 11 und 94 km Länge ein Mehrfaches der Luftlinie von 35 km.

3.3 Aquädukt-trassereisende des 19. Jhs. erwähnen Fragmente eines antiken Aquä-dukts nahe der Straße Adraa–Damaskus [12, 13, 14], der am See von Dille (565 m ü. NN, km 0) beginne. reste davon sind bei Dâal/Syrien immer noch zu finden (Abbildung 5). Adraa (500 m ü. NN, km 46, Abbildung 2) soll durch ein Druckrohr (Düker) über das Wâdî Zaidi versorgt worden sein [12], das bisher noch nicht nachgewiesen werden konnte.

Abbildung 2 • Das jordanisch-syrische Hochland mit der antiken Fernwasserleitung.

Abbildung 3.2 • Von diesem Schacht aus war der Tunnel auf 2 km Länge begehbar

Abbildung 3.1 • Typischer Bauschacht mit Treppe

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Abbildung 3.3 • Abstieg in einen Bauschacht (Foto: e. Bauer)

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QUELLEN / WASSERLEITUNGENNACHGEWIESENVERMUTETANTIKE STRASSEN

420 VMTL. HÖHE DER FERNLEITUNG

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FAchbereich bAuingenieurwesen

Abbildung 5 • Fragment des Aquädukts bei Dâal/Syrien (Foto: G. Wö­lfle)

Abfluss von 300 – 700 l/s (25.000 – 60.000 m³/Tag) entspricht.Die besonders schwierige unterquerung der Wasserscheide zwischen dem Wâdî Hamra und dem Wâdî Arab, wo auf einem mehrere hundert Meter langen Abschnitt wegen der großen Überdeckung kein Bauschacht mö­glich war, wurde insofern erleichtert, als der bereits existierende Tunnel aus hellenisti-scher Zeit nach Gadara zur Orientierung genutzt werden konn-te. Der neue Tunnel liegt etwa 4 m über dem älteren. Von die-sem aus wurden nach oben Baustollen abgesetzt, sodass ein zweistö­ckiges Tunnelsystem entstand (Abbildung 10).

4 • Antike Vermessung und AbsteckungFür die Generalplanung und Hauptabsteckung grö­ßerer Aquä-dukte wurden Spezialisten angefordert, die im gesamten rö­-mischen reich tätig waren. Für die Bauausführung sorgten ö­rtliche Kräfte und häufig auch das Militär. Für die Winkelabsteckung stand die Dioptra, ein dem Theodo-lithen nicht unähnliches Gerät, für Nivellements der Chorobat, eine etwa 6 m lange Wasserwaage, sowie die Schlauchwaage aus Ziegendarm zur Verfügung. Die Horizontalbeobachtung erfolgte über Kimme und Korn. Die Vertikale wurde per Lot ermittelt. In dem flachen, übersichtlichen Gelände von Dille bis et Turra (Abbildung 2) dürften Trassierungsprobleme kaum aufgetre-ten sein, sodass die üblichen Absteckverfahren der rö­mischen Aquäduktbauer ohne Schwierigkeiten einsetzbar waren. Das gleiche gilt für den Abschnitt von der Wasserscheide Wâdî Hamra-Wâdî Arab bis Gadara, der nicht von Tälern unterbro-chen ist. Schwierig war die Orientierung zwischen dem Wâdî eš-Šellâle und der Wasserscheide. Zwar gibt es keine Nachrichten über die

Vorgehensweise. Doch erlaubt die Topographie nachstehende hypothetische rekonstruktion. Die nordjordanische Hochebe-ne bricht, unterbrochen von tiefen Tälern, steil zum Yarmouk ab. Die so entstandenen Tafelberge sind fast einheitlich 400 m ü. NN hoch. Da zwischen ihnen Sichtverbindung besteht und ihre Abstände nie mehr als einen Kilometer betragen, nivel-lierte man wahrscheinlich von zwei Schnurgerüsten aus, die mittels Chorobat oder Schlauchwaage horizontal eingerichtet wurden, Festpunkte auf dem gegenüberliegenden Bergrücken ein. So konnte man sich von Berg zu Berg vorarbeiten. Die Ost-seite des Wâdî eš-Šellâle liegt 40 m hö­her als die westlich vor-gelagerten Tafelberge, sodass sich beim üblichen Gefälle um 1‰ eine für die umgehung dieses Tals zur Verfügung stehende Leitungslänge von 40 km ergab. Sodann konnte das Niveau des Hauptnivellements durch Fest-punkte verdichtet und in die Seitentäler übertragen werden. Die Hö­henlage der Trasse konnte dann von der 400er ebene abgesetzt werden, wobei die für die umfahrung der Täler erfor-derlichen Längen berücksichtigt werden mussten. Waren die Ansatzpunkte der Baustollen durch Pfähle markiert, konnten die Tunnelsohlen per Schlauchwaage und Lot ins Berginnere übertragen werden (Abbildung 11). es ist vorgesehen, während des einsatzes im Jahr 2007 einen kurzen Tunnelabschnitt mit antiken Mitteln abzustecken, um diese Hypothese zu unter-mauern.

lagefehlerTrotz vermutlich mehrfacher Kontrolle der Absteckung kam es zu Baufehlern. Häufig sind Lageabweichungen, die trotz der Pilotstollentechnik und der hö­chstens 50 m voneinander entfernten Baustollen in fast jedem Bauabschnitt entstanden,

Abbildung 4b • Tunnel verputzt

Wasser für gadara – 9� km langer antiker Tunnel im norden Jordaniens entdeckt

Abbildung 4a • Tunnel im rohausbruch

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Abbildung 3.4 • Tunnel mit Fledermaus

erst in einer späteren Phase scheint der Aquädukt nach Wes-ten verlängert worden zu sein, wobei die Abzweigung kurz vor Adraa begann und das Wâdî Zaidi auf einer (heute einge-stürzten) Brücke überquerte. Technisch anspruchsvoll wurde der Bau nach et Turra (440 m ü. NN, km 64, Abbildung 1) am fast 200 m tief eingeschnittenen Wâdî eš-Šellâle, das, wie bei antiken Aquädukten üblich, im Oberlauf umgangen werden musste. Hier setzten die Feldforschungen des Verfassers ein, die vorrangig dem unterirdischen Abschnitt der Fernleitung galten. Die Wasserleitung tritt bei et Turra in den ersten, 11 km langen Tunnel ein. Nach schwieriger Trassierung durch bis zu 80 m hohe felsdurchsetzte Steilhänge wurde die Quelle Ain Guren (km 75) aufgenommen und nach nochmals 1 km Tunnelstrecke das Tal auf einer 20 m hohen und 100 m langen Brücke über-quert (heute ruine, 424 m ü. NN, km 76) [10]. Jenseits beginnt der 94 km lange dritte Tunnel bis Gadara. Dieser wird auf der Westseite des Wâdîs eš-Šellâle nach Nor-den zurückgeführt, sodass allein für die Überwindung des nur 800 m breiten Tales 40 km Tunnelstrecke aufgefahren wurden. Nach weiteren Tälern, in denen mehrere Quellen eingespeist wurden, war Abila (km 122) erreicht. es folgen nochmals ei-nige Talumgehungen, bis der Aquädukt bei km 159 in 385 m ü. NN unter der Wasserscheide zwischen Yarmouk und Wâdî Arab auf die Südseite der Hochebene von Gadara wechselt. Der endpunkt Gadara (335 m ü. NN) wird schließlich rd. 170 km von Dille entfernt erreicht. Das Gefälle des letzten Abschnitts be-trägt 4,5 ‰, das Generalgefälle ab Dille 1,4 ‰.

3.4 tunnelbauDas gesamte Tunnelsystem wurde bergmännisch (mit Ham-

mer und Meißel) im Kalkstein aufgefahren. Der Fels ist häu-fig von horizontalen Flintschichten4) durchsetzt, die häufig die Tunnelfirste bilden und in deren Schutz die Arbeiten erfolgen konnten. Nach der Vermessung und Absteckung der Trasse wurden als erstes in Abständen von 20 bis 50 m (hochgerech-net) etwa 2900 fünf bis 70 m tiefe, 1,30 m breite und 1,60 – 2,20 m hohe, meist unter 45° einfallende3) Baustollen und -schäch-te eingerichtet (Abbildung 6). Vom Fuß der Stollen erfolgte, erkennbar an den Meißelspuren (Abbildung 8), der Gegenort-vortrieb7) nach beiden Seiten. Kalkstein ist unter dem einfluss des Kohlendioxids in Luft und Wasser nicht stabil und wasserdurchlässig. Der 1,80 bis 5 m ho-he und 1,20 bis 2,50 m breite Tunnel musste daher bis in 1,80 m Hö­he wasserdicht verputzt und mit einem estrich versehen werden (Abbildungen 4 und 7). um Putz wasserdicht zu ma-chen, wurden dem Mö­rtel „hydraulische“ Stoffe beigemischt, in der regel gemahlene Tuffe12) oder „Puzzolane“10), eine vul-kanische Asche aus Pozzuoli bei Neapel [15]. Standen, wie hier, keine „hydraulischen“ Zusätze zur Verfügung, verwendete man gemahlene Holzkohle, die ähnliche eigenschaften hatte. Wo die Orientierung unter Tage schwierig wurde, begann man mit in der Tunnelfirste angesetzten Pilotstollen, die bogenfö­r-mig zum Berginnern vorgetrieben wurden (Abbildung 9). So hätte es in der Mitte zwischen zwei Baustollen zum Durch-schlag kommen müssen. Dass dies nicht immer gelang, zeigen zahlreiche Beispiele, von denen noch zu berichten sein wird. Nach dem Durchschlag wurden das Profil auf den vollen Quer-schnitt erweitert, die Seiten- und Hö­henabweichungen ausge-glichen und die Sohle nachgearbeitet. Die Wassertiefe betrug z. B. in einem Abschnitt bei Abila – erkennbar an den nach oben scharf abgegrenzten Sinterspuren – 50 bis 80 cm, was einem

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FACHBEREICH BAUINGENIEURWESEN

durch einen um 1,50 m tiefer gelegten Bypass ersetzte. Auch im Wâdî Hamra hatte man den Tunnel längere Zeit mit Steigung entgegen der Fließrichtung aufgefahren, sodass die Korrektur nicht mehr durch Absenken der Sohle allein möglich war. Des-halb wurde, nachdem die doppelte Stollenhöhe erreicht war, ein zweiter Tunnel unter dem ersten mit korrigiertem Gefälle angelegt (Abbildung 14). Im gleichen Abschnitt scheint die ge-samte Trasse 30 m zu hoch zu liegen, eine Abweichung, die jede Korrektur unmöglich machte. Dieser Fehler ist umso unverständlicher, weil man sich auch in diesem Abschnitt am „Qanat Firaun“ hätte orientieren können. Wie und ob der Feh-ler behoben wurde, wird noch untersucht.

5 • Datierung und BetriebEine erste Grobdatierung an Hand von Scherbenfunden in einem unvollendeten Tunnelabschnitt deutet auf die römische Periode hin (63 v. bis 5. Jh. n. Chr.). Genauere Aussagen er-laubte eine Radiocarbonuntersuchung (14C) an Holzkohle im Dichtungsputz des Aquädukts zwischen dem Wâdî eš-Šellâle und Abila [16], der danach zwischen 130 und 193 n. Chr. errich-

Abbildung 7 • Tunnelquerschnitte

sturz gebracht hatte (Abbildung 13). Durch tiefer ins Berginnere verschobene Bypässe wurden solche Bereiche umgangen. Nahe der Quelle Ain Turab wurde bei der Umfahrung eines Tales, in dem auf einer längeren Strecke kein Bauschacht mög-lich war, eine 130°-Kurve erforderlich. Dabei war es offenbar zu einem groben Messfehler gekommen, sodass das Gegenort erst durch einen 200 m langen, in Schleifen geführten Such-stollen gefunden werden konnte.

HöhenfehlerBei kleineren Höhenabweichungen, die als Versprünge von bis zu 2 m in der Tunnelfirste in Erscheinung treten, konnte die Sohle problemlos korrigiert werden, sodass keine „Sediment-fallen“ entstanden und ein gleichmäßiger Abfluss gewährleis-tet war. Gelegentlich unterblieb jedoch aus nicht bekannten Gründen das Nacharbeiten der Sohle. So nahe der Quelle Ain Guren (km 74, Abbildung 2), wo eine 60 cm hohe Stufe entgegen der Fließrichtung gefunden wurde. Größere Höhenfehler machten gelegentlich Neubauten erfor-derlich. So bei km 70, wo man einen längeren Tunnelabschnitt

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Abbildung 6 • Baustollen und -schächte

Abbildung 8 • Die zusammen 106 km langen Tunnel wurden mit Hammer und Meißel aufgefahren. Im Bild der Abdruck eines quadratischen Spitzmeißels von rund 1 cm Durchmesser.

weil man das Verfahren des bogenförmigen Vortriebs13) nicht konsequent anwandte oder – wie bei Kurven – nur mit Schwie-rigkeiten realisieren konnte. Sofern sich die Vortriebmann-schaften noch trafen, konnte der Fehler ohne größeren Auf-wand korrigiert werden. Schwieriger war die Situation, wenn das Gegenort6) verfehlt wurde. Eine genauere Vermessung ermöglichte dann meist eine Verbindung zur richtigen Seite. Trotzdem war an einer Stelle im Wâdî Hamra ein Querschlag11)

zur falschen Seite angesetzt worden und musste zur anderen Seite wiederholt werden. Gelegentlich, so bei Zeraqōn (km 76, Abbildungen 2, 12), war der Vortrieb bereits zu weit erfolgt. Man verband dann die bei-den Bauabschnitte nicht mit einem rechtwinklig abknickenden Querschlag, sondern mit einer S-Kurve, wohl um Turbulenzen beim Abfluss zu vermeiden. An der gleichen Stelle hatte man die Trasse zunächst zu nah an die Hangoberfläche gelegt, was in dem dort weniger standfesten Fels zu Nachbrüchen führte. Ähnliche Situationen wurden auf der Ostseite des Wâdî eš-Šellâle gefunden, wo man den Tunnel zu dicht hinter Felswän-den entlanggeführt und dadurch ganze Bergflanken zum Ab-

Abschnitt Abila Abschnitt Wadi Shellale Abschnitt Qureiba Abschnitt Zeraqon

Abbildung 11 • Höhenabsteckung an einem Baustollen (hypothetisch) Abbildung 12 • Tunnelsystem bei Zeraqōn im Wâdî eš-Šellâle mit Baufehlern

sich die griechische Kultur über Mittelmeerraum und Vorde-ren Orient ausbreitete. 9) Nymphaeum öffentliches Wasserspiel, den Nymphen (Quell-geistern) geweiht. N. waren feste Bestandteile römischer Stadtarchitektur.10) Puzzolane vulkanische Aschen aus Pozzuoli bei Neapel mit besonders guten „hydraulischen“ Eigenschaften, die ins ganze römischen Reich exportiert wurden. Auf P. geht der Begriff „Porzellan“ zurück.11) Querschlag horizontale Verbindung zweier Stollen oder Tunnel12) Tuff verfestigte vulkanische Asche13) Vortrieb bergbaulicher Begriff für die Herstellung eines Stollens oder Tunnels im Fels

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FACHBEREICH BAUINGENIEURWESEN

6 • Glossar1) Auffahren bergbaulicher Begriff für die Herstellung eines unterirdischen Hohlraumes2) Dekapolis Wirtschaftsgemeinschaft von zunächst zehn, spä-ter bis zu 18 Städten zwischen Damaskus und Amman (Philadelphia); von griech. δεκά = zehn und πόλεις = Stadt3) einfallen bergbaulicher Begriff für die Neigung eines Schach-tes oder einer geologischen Formation4) Flint sog. „Feuerstein“, Gemisch aus Chalzedon (nichtkristal-liner Quarz SiO2) und Opal (SiO2∙nH2O)5) Freispiegelleitung, Freispiegelkanal Wasserkanal mit sicht-barem Wasserspiegel (im Gegensatz zur Rohrleitung)6) Gegenort Bau eines Tunnels von zwei Seiten. Die Gegenör-ter (nicht "...orte) treffen sich in der Mitte.7) Gegenortvortrieb Verbindung zweier entgegengesetzter Vortriebe8) Hellenismus Epoche nach Alexander d. Gr. bis Oktavian, dem späteren Augustus und Augustus (336 – 31 v. Chr.), in der

Wasser für Gadara – 94 km langer antiker Tunnel im Norden Jordaniens entdeckt

Abbildung 10 • Zweistöckiger Tunnel. Unten ein älterer aus hellenistischer Zeit, oben die römische Fernwasserleitung

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Abbildung 9 • Mit dem bogenförmig zum Berginnern gerichteten Vortrieb (erkennbar zwischen den Baustollen 6 und 9) sollte ein Verfehlen des Gegenorts vermieden werden.

Als erste sind offenbar – allerdings nicht unbedingt zeitgleich– die Abschnitte 1 und 2 gebaut worden, gefolgt von Abschnitt 3 als Verlängerung von 2. Die zahlreichen Baufehler der Ab-schnitte 4 und 6 könnten dazu geführt haben, dass diese als Rohausbruch ohne Putz und Estrich aufgegeben wurden. Da-durch könnte auch der inzwischen fertig gestellte Abschnitt 5 kein Wasser erhalten haben und zur „Investitionsruine“ gewor-den sein. Dem vermutlich erst nach diesem Fehlschlag ge-bauten Abschnitt 7 gab man, da eine Wasserlieferung in Rich-tung Gadara nicht mehr möglich war, ein Gefälle in Richtung Abila, das dadurch Wasser von zwei Seiten erhielt. Auf Grund der Sinterspuren dürften nur die Abschnitte 1 – 3 und 7 längere Zeit in Betrieb gewesen sein. Ob Wasser der Fernlei-tung an der Quelle Ain Turab in die tiefer gelegene helleni-stische Leitung eingespeist wurde, oder ob Gadara weiterhin auf den „Qanat Firaun“ allein angewiesen war und welche städtebaulichen Auswirkungen die Folge waren, wird z. Zt. un-tersucht.

tet wurde, der wirtschaftlichen Blütezeit der Dekapolis-Städ-te. Es liegt nahe anzunehmen, dass die von Hadrian 129/130n. Chr. verliehenen Privilegien Auslöser für den Bau waren. Die Einstellung des regulären Betriebes könnte mit dem Ende der byzantinischen Herrschaft nach dem Sieg der Araber in der Schlacht am Yarmouk im Jahr 636 n. Chr. zusammenfallen [5]. Darauf deuten Schriftfunde im Tunnel hin (Abbildung 15). Tras-senführung, Querschnitte und Fertigstellungsgrad lassen ver-muten, dass das Bauwerk in sieben Bauabschnitten entstand (Abbildung 2):

1 • Abschnitt Dille – Adraa (44 km)2 • Quelle Ain Rahub – Abila (33 km)3 • Quelle Ain Guren – Ain Rahub (12 km)4 • Adraa – Ain Guren (32 km)5 • Wasserscheide – Gadara (12 km)6 • Ain Turab – Wasserscheide (14 km)7 • Ain Turab – Abila (23 km)

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Querschnitt 21

Abbildung 14 • Zweistö­ckiger Tunnel im Wadi Hamra zur Korrektur eines Hö­hen-fehlers

Abbildung 15 • Im Tunnel gefundene griechische Schriftfragmente, vermutlich aus dem 8. Jh. (Foto: P. Keilholz)

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FAchbereich bAuingenieurwesen

Background survey, techniques, ceramic Analysis, Archeological history and Architectural Features, Part i. in: Abila reports, st. Louis community college – Florissant Valley, 1986. 9 • Fuller, M. J.: Abila of the Decapolis: A roman-Byzantine city in transjordan. st. Louis/Missouri, 1987. 10 • Döring, M.: Wasser für die Dekapolis – römisches Was- serversorgungssystem im norden Jordaniens. schriften der Dt. Wasserhist. Ges., Bd. 5, 2004, 183 – 212. 11 • Kerner, s.: Gadara – schwarzweiße stadt zwischen Adjlun und Golan. in: Gadara-Gerasa und die Dekapolis. Mainz: v. Zabern, 2002, 126 – 136. 1� • Wetzstein, J.: reisebericht über hauran und die tracho- nen. Berlin, 1860. 1� • schumacher, G., 1890: northern ‚Ajlûn, “Within the Deca- polis”. Palestine exploration Fund. London. 1� • rindfleisch, G., 1898: Die Landschaft hauran in römischer Zeit und in der Gegenwart. ZDPV 21 – 23. 15 • Döring, M. 2006: römische Aquaedukte und Großzister- nen der Phlegraeischen Felder. schriften der Deutschen Wasserhistorischen Gesellschaft, Bd. 8 (87 s., 68 Abb., im Druck). 1� • christian-Abrechts-universität Kiel, 2006: radiocarbon- untersuchungen an Putzproben v. 08. 08. 06.

Wasser für gadara – 9� km langer antiker Tunnel im norden Jordaniens entdeckt

BildnachweisAlle Skizzen und Fotos, soweit nicht anders vermerkt, vom Verfasser.

literatur1 • Wolfahrt, r.: Zur Geologie und hydrogeologie des irbid-Distriktes. Geologisches Jb., Bd. 79, 1962, 445 – 478. � • Wolfahrt, r.: hydrogeology of northern Jordan. internati- onal Association of scientific hydrology, symposium of Athens “Groundwater in Arid Zones”, Vol. i, 1961, 189 – 199. � • ibrahim, M., Mittmann, s.: Deutsch-jordanische Aus- grabungen in Hirbet ez-Zeraqōn 1984 – 1994, endberichte, Band ii. ADPV, Bd. 27,1. Wiesbaden, 2000. � • Mittmann, s.: römerstraßen in nordwestjordanien und ihr nachleben in der Kreuzfahrerzeit. ZDPV, Jg./Bd. 115-1, 1999, 24 – 44. 5 • hoffmann, A.: topographie und stadtgeschichte von Gadara/umm Qais. in: Gadara-Gerasa und die Dekapolis. Mainz: v. Zabern, 2002, 98 – 124. � • Graf, D.: Die Dekapolis – ein Prolog. in: Gadara-Gerasa und die Dekapolis. Mainz: v. Zabern, 2002, 4 – 5. 7 • Döring, M.: römische Wasserversorgungstunnel im nor- den Jordaniens. ZDPV, h. 121/2005, 130 – 139, tafel 9. � • Mare, W. h.: the 1980 survey of Abila of the Decapolis: Abbildung 13 • ein durch den Tunnelbau ausgelö­ster Bergsturz hat im Wâdî eš-Šellâle die Trasse freigelegt

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Querschnitt 21

QUERSCHNITT 21

1 • AusgangssituationDie Hessische Straßen- und Verkehrsverwaltung (HSVV) ist be-strebt, die Verkehrssicherheit auf den Straßen durch den ge-zielten Einsatz der zur Verfügung stehenden Finanzmittel zu erhöhen. Hierzu stehen eine Vielzahl von Verbesserungsmaß-nahmen zur Verfügung. Die Übersicht in Abbildung 1 besitzt sicherlich keinen Anspruch auf Vollständigkeit und ist erwei-terbar. Maßnahmenbündel sind ebenso denkbar.Nicht alle Maßnahmen eignen sich in gleichem Maße. Es ist jeweils zu prüfen, ob sie bei den örtlichen Gegebenheiten ge-eignet, angemessen und durchsetzbar sind. Gleichzeitig bedarf es einer qualifizierten und umfassenden Kenntnis der Wir-kungspotenziale unterschiedlicher Maßnahmetypen, um hin-sichtlich der Nutzenoptimierung eine hohe Effizienz zu errei-chen und für eine Verbesserungsmaßnahme den Wirkungsgrad zu prognostizieren. Bisher wird die Wirksamkeit von Maßnahmen zur Verbesse-rung der Verkehrssicherheit nicht anhand einer qualifizierten und umfassenden Systematik überprüft. Allerdings bemüht sich die HSVV seit einigen Jahren, zumindest für ausgewählte Maßnahmen Wirkungsbilanzen zu erstellen und Strukturdaten zu gewinnen. Hierzu werden Vorher-/Nachher-Untersuchun-gen jeweils über drei Jahre durchgeführt. Mit der durch die HSVV beauftragten Forschungsarbeit am Schwerpunkt Ver-kehrswesen des Fachbereichs Bauingenieurwesen der Hoch-schule Darmstadt wurden solche Strukturdaten für fünf Maß-nahmetypen (Abbildung 2) ausgewertet, um anhand von Wir-kungsindizes sowohl realisierte Maßnahmen eines Typs als auch verschiedene Maßnahmentypen zu vergleichen und ein-ander gegenüber zu stellen.Die Forschungsarbeit wurde im August 2006 abgeschlossen und soll nun Basis einer bundesweiten Diskussion werden.

2 • GrundlagenProblembereiche der Verkehrssicherheit sind dadurch gekenn-zeichnet, dass diese vergleichsweise hohe Unfallanzahlen,-risiken oder -folgen aufweisen. Verbesserungen werden in derRegel an solchen Stellen vorgenommen, die durch besonders viele Unfälle auffallen. Um auszuschließen, dass man von zufallsbedingt zu hohen Un-fallanzahlen ausgeht, ist es erforderlich, für die innerhalb ei-nes Jahres identifizierten Problembereiche mit fünf und mehr gleichartigen Unfällen möglichst zwei weitere Jahre zur Veri-fizierung der Daten zu verwenden. Dem entsprechend muss der gleiche Zeitraum auch für die Beurteilung der Wirkungen nachher zugrunde gelegt werden.Durch diese Betrachtung über drei Jahre ist eher auszuschlie-ßen, dass Unfallhäufungen rein zufällig auftreten. Ansonsten könnte ein Vorher-/Nachher-Vergleich aufgrund der Zufalls-abhängigkeit im Unfallgeschehen unter Umständen auch dann ein positives Ergebnis suggerieren, wenn tatsächlich nichts verändert worden ist. Diese Gefahr reduziert sich, wenn der Problembereich bereits mehrfach in aufeinanderfolgenden Zeiträumen auffällig war.Grundsätzlich gilt, dass eine Aussage bezüglich eines von einer bestimmten Maßnahme herrührenden Unterschieds zwischen Unfallkenngrößen bzw. Unfallanzahlen um so verlässlicher ist, je größer die zugrundeliegenden Unfallanzahlen sind. Beson-deres Gewicht erhält dabei aber die Frage der Gleichheit der Maßnahmen und der Untersuchungsbereiche. Neben den ört-lichen Randbedingungen ergeben sich häufig Überlagerungen aus mehreren parallelen Maßnahmen und damit nur schwer eine Vergleichbarkeit.

FACHBEREICH BAUINGENIEURWESENWirkungsindizes für den Vergleich typisierter Verbesserungsmaßnahmen im Rahmen der Verkehrssicherheitsarbeit

3736

WIRKUNGSINDIZES FÜR DEN VERGLEICH TYPISIERTER VERBESSERUNGSMASSNAHMEN IM RAHMEN DER VERKEHRS-SICHERHEITSARBEIT

Autor • Prof. Dr.-Ing. Jürgen Follmann

QUERSCHNITT 21

Querschnitt 21

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FAchbereich bAuingenieurwesenWirkungsindizes für den Vergleich typisierter Verbesserungsmaßnahmen im rahmen der Verkehrssicherheitsarbeit

Abbildung 2a • Lichtsignalsteuerung: 6 Beispiele Abbildung 2b • Aufstellung von gelb-grünen Trägertafeln: 2 Beispiele Abbildung 2c • kleiner Kreisverkehr außerorts: 6 Beispiele Abbildung 2d • rot-weiße Leitprofile auf Schutzplanken: 6 Beispiele

se auf die Fahrzeiten, fließen in die Bewertung von einfachen Maßnahmen gegen unfallhäufungen nicht ein. Die Kosten K sind Investitionskosten und zusätzliche bzw. ver-ringerte jährliche Kosten durch unterhalt und Instandset-zung.Investitionskosten umfassen die Kosten für die Herstellung oder erneuerung der Straße und ihrer Ausstattungsmerkmale sowie für Ausgleichsmaßnahmen. Die erneuerungskosten müssen nicht besonders erfasst werden, da den Bauleistun-gen Nutzungsdauern (technische Abschreibungszeiträume) zu-geordnet werden. Die Investitionskosten werden mit Hilfe des Annuitätenfaktors afq in jährliche Kosten umgerechnet.Bei den laufenden Kosten werden die Maßnahmen zum unter-halt von Straßen erfasst: Sofortmaßnahmen kleineren um-fangs zum baulichen unterhalt sowie Arbeiten zur Sicherung des Betriebs wie reinigungs-, Kontroll-, Pflegearbeiten und Winterdienst. Diese Aufwendungen sind vor allem vom Stra-ßentyp, der Anzahl und der Grö­ße der Kunstbauten sowie vom umfang der Straßenausstattung abhängig.Maßnahmen sind volkswirtschaftlich sinnvoll, wenn das Nut-zen-/Kosten-Verhältnis den Wert NKV = 1 erreicht oder über-schreitet.

3 • Vorhandene untersuchungenDie recherche nach vorhandenen untersuchungen und Doku-mentationen in Hessen und anderen Bundesländern zeigte, dass zumeist keine über die subjektive Beurteilung hinausge-hende Bewertungsgrundlage bezüglich der Maßnahmenwir-kung vorliegt. Wirkungsindizes werden einzelfallbezogen er-arbeitet und beschränken sich zumeist auf die Anzahl der unfälle mit Personenschäden vorher bzw. nachher. In Bayern wurden im Jahr 2004 die Auswahlkriterien für un-fallhäufungen auf Bundes- und Staatsstraßen in einem metho-dischen Ansatz zur statistischen Bewertung hinsichtlich der Wirksamkeit der daraus abgeleiteten Maßnahmenstrategien (6) untersucht. Für die untersuchung wurden unfälle mit leich-tem und schwerem Personenschaden herangezogen. Deutlich wurde, dass statistische Schwankungen einen einfluss auf die erfassung von unfallhäufungen ausüben, wobei die Stabilität mit zunehmenden Werten der unfallanzahl mit Personenschä-den zunimmt. es zeigte sich aber auch, dass an der bisherigen Bestimmung von unfallhäufungen weder theoretisch noch im empirischen endergebnis grundsätzlich etwas auszusetzen ist. um die Auswahlkriterien für unfallhäufungen bzw. für Be-urteilungskriterien zu den Maßnahmen zu verbessern, sind mö­glichst lange Zeiträume zur Identifikation von unfallhäu-fungen günstig. Die Vorher-/Nachher-Betrachtung jeweils über drei Jahre ist geeignet.

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2.1 Vergleichsgrößen zur wirksamkeit von maßnahmenDie Wirksamkeit von Maßnahmen wird in der Bewertungs-struktur durch den Vorher-/Nachher-Vergleich von unfallan-zahl, unfallkennzahlen und eventuellen weiteren situationsre-levanten Kenngrö­ßen beurteilt. Insbesondere eignen sich die Anzahl der unfälle differenziert nach den Personenschäden sowie schwerwiegende unfälle mit Sachschaden. Diese sind aufgrund des Verkehrsunfallstatistikgesetzes immer verfüg-bar. Sonstige unfälle mit Sachschaden werden nicht immer aufgezeichnet. In die Bewertung sind auch die volkswirtschaftlichen Verluste durch Straßenverkehrsunfälle einzubeziehen. Hierzu werden die unfallkosten [uK] derzeit auf dem Preisstand 2000 nach Hö­hnscheid et al. (5) ermittelt.Zur Beschreibung der Struktur des unfallgeschehens auch hinsichtlich der unfallschwere und der Fahrleistung werden neben den absoluten Kenngrö­ßen auch relative Kenngrö­ßen einbezogen. Hierzu gehö­ren:• unfallrate [ur]: Diese beschreibt die durchschnittliche An-zahl der unfälle, die auf eine Fahrleistung von 1 Mio. Kfz km in diesem Straßenbereich entfallen. Sie sind ein Maß für das (fahr-leistungsbezogene) risiko des Verkehrsteilnehmers, in einen unfall verwickelt zu werden oder dabei zu verunglücken.• unfallkostenrate [uKr]: Diese Kenngrö­ße beziffert die ent-sprechenden durchschnittlichen volkswirtschaftlichen Kosten (in €) durch Straßenverkehrsunfälle, die bei einer Fahrleistung von 1000 Kfz km auf diesem Straßenbereich entstanden sind.

2.2 literaturkenngrößenVergleichskenngrö­ßen aus der Literatur eignen sich dazu, die Grö­ßenordnung der Maßnahmenwirkung einzustufen und ein Gefühl für die Sensibilität der betrachteten unfallhäufungsstel-le zu entwickeln. Allerdings beruhen die berechneten Litera-turwerte nicht durchgängig auf einheitlichen Grundlagen und kö­nnen daher nur mit besonderer Sorgfalt mit Literaturquel-len verglichen werden. Gegebenenfalls ist eine umrechnung entsprechend den jeweiligen randbedingungen erforderlich. Als Quellen wurden zugrundegelegt:• empfehlungen für die Sicherheitsanalyse von Straßen- netzen (eSN, 2003, (2)), • GDV-Mitteilungen Nr. 40 „Sicherheit von Landstraßen- Knotenpunkten“ (2002, (1)) sowie • empfehlungen für Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen an Straßen (eWS, 1997, (3)).

2.3 nutzen-/ kosten-Verhältnis Mit Hilfe der empfehlungen für Wirtschaftlichkeitsuntersu-chungen an Straßen (eWS 97, (3)) kann auch das Nutzen-/ Kosten-Verhältnis für Maßnahmen zur Verbesserung der Ver-kehrssicherheit überprüft werden:Die volkswirtschaftliche Bewertung erfasst die Grö­ße der Nut-zen infolge vermiedener Personenschäden (vermiedene Getö­-tete, Schwerverletzte oder Leichtverletzte) und vermiedener Sachschäden entsprechend den Kostensätzen nach Tabelle 3. Weitere Auswirkungen der Maßnahmen (Nutzen), beispielswei-

Abbildung 1 • Übersicht von Maßnahmentypen zur Verbesserung der Verkehrssicherheit

lichtsignalanlagen 2.1 Neubau LSA 2.2 Neubau FSA 2.3 erneuerung LSA 2.4 erneuerung FSA 2.5 Verlängerung Betriebzeit 2.6 Programmänderung

Verkehrsbeeinflussung3.1 Geschwindigkeitswarnanlage 3.2 Ortsfeste (mobile) Geschwindigkeits- überwachungsanlage 3.3 Wechselverkehrszeichenanlage 3.4 Aufbaulichtanlage 3.5 Blinklicht

markierung4.1 Linksabbieger 4.2 rechtsabbieger 4.3 Fahrstreifenbegrenzung 4.4 Sperrfläche 4.5 Haltelinie 4.6 Verkehrszeichen auf der Fahrbahn 4.7 Fußgängerüberweg 4.8 2+1-Markierung 4.9 radfahrstreifen/ Schutzstreifen 4.10 erneuerung der bestehenden Markierung 4.11 Markierung Typ 2 4.12 Profilierte Markierung

leiteinrichtung6.1 Leitpfosten 6.2 richtungstafel 6.3 Leitschwellen/Leitboys 6.4 Wildwarnreflektoren 6.5 reflektorelemente

beschilderung5.1 Gefahrzeichen 5.2 Vorschriftzeichen 5.3 richtzeichen 5.4 Nichtamtliche Hinweistafel 5.5 Zusätzliche Trägerflache 5.6 Fluoreszierende Tafeln 5.7 Sichtblenden 5.8 Verkehrsspiegel

bauliche maßnahmen1.1 umbau/Ausbau Strecke 1.1.1 Streckenabschnitt 1.1.2 Kuppe 1.1.3 Wanne 1.1.4 Kurve 1.1.5 Querneigung 1.2 umbau/Ausbau Knoten 1.2.1 Planfrei 1.2.2 Teilplanfrei 1.2.3 Kreisverkehr (auch provisorisch) 1.2.4 Linksabbiegestreifen 1.2.5 Verzö­gerungsstreifen 1.2.6 Beschleunigungsstreifen 1.2.7 Dreiecksinsel/Tropfen 1.3 umbau Ortsdurchfahrt 1.4 Neubau radverkehrsanlage 1.5 Neubau Ortsumgehung 1.6 Fahrbahnteiler 1.6.1 Querungshilfe 1.6.2 Fahrbahnverschwenkung 1.7 Seitliche Fahrbahnverengung 1.8 Fahrbahn 1.8.1 Bauliche unterhaltung (risse, Flickarbeiten) 1.8.2 Instandsetzung Deckschicht 1.8.3 erneuerung (Decke, Tragschichten) 1.8.4 erneuerung Fahrbahndecke 1.9 Beseitigung Sichthindernisse 1.10 Schutzmaßnahmen vor Hindernissen

schutzeinrichtung7.1 Schutzplanken 7.2 Betongleitwand 7.3 unterfahrschutz 7.4 Stahlschutzwand 7.5 Aufpralldämpfer 7.6 Geländer

verkehrsbehördliche Maßnahme

verkehrstechnische Maßnahme

Bauliche Maßnahme

�1

FAchbereich bAuingenieurwesenWirkungsindizes für den Vergleich typisierter Verbesserungsmaßnahmen im rahmen der Verkehrssicherheitsarbeit

Abbildung 4 • Maßnahmenwirkung für die Gesamtanzahl (P, S) aller polizeilich registrierten unfälle

-33

Maß

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MittelwertEinmündungLSA 2-phasig

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39

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51

40

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-20

-40

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0

Abbildung 5 • Maßnahmenwirkung bei pauschalen unfallkosten (SP/LP/Sachschaden)

87 88

64

100

87

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85 87

41

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4

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77

51

Lichtsignalanlage Kreisverkehr gelb-grüneTrägertafel

rot-weißeLeitprofile

Geschwindigkeits-begrenzung

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MittelwertEinmündungLSA 2-phasig

Unfallkostensätze WU (€/U)

Unfallkategorie(Schwerste Unfallfolge)

SP • Unfall mit Getöteten oder Schwerverletzten

Autobahn *(1)

300.000

31.000

105.000

18.500

8.000

10.500

270.000

18.000

110.000

13.000

6.000

7.000

160.000

12.500

45.000

12.000

6.000

6.500

130.000

10.000

33.500

11.500

5.500

5.500

145.000

11.000

38.500

11.500

5.500

6.000

Landstraße **(2)

Verkehrsstraße(3)

Erschließungs-straße (4)

Gesamt (5)

LV • Unfall mit Leichtverletzten

P • Unfall mit Personenschaden

SS • Schwerwiegender Unfall mit Sachschaden

LS • Sonstiger Unfall mit Sachschaden

S • Unfall mit Sachschaden

* Autobahn • Zweibahnig planfrei geführte Außerortsstraße ** Landstraße • Einbahnige Außerortsstraße

außerorts innerorts

�0

4 • entwicklung einer bewertungsstruktures galt, eine Bewertungsstruktur zu erarbeiten, die es erlaubt, später auf weitere Maßnahmentypen übertragen zu werden. Die ergebnisstruktur bereits abgeleiteter Wirkungsindizes muss durch weitere untersuchungen qualitativ verdichtet wer-den kö­nnen.

4.1 diskussion von bewertungsgrößenmaßnahmenwirkungDie Maßnahmenwirkung MW stellt sich bei einem Vorher-/Nachher-Vergleich wie folgt dar:Die Maßnahmenwirkung gibt damit an, um wie viel [%] sich das unfallgeschehen (nachher) gegenüber dem unfallgesche-hen (vorher) verändert hat. Das Vorzeichen „+“ bezeichnet eine Verbesserung, das Vorzeichen „-“ eine Verschlechterung.Mit Hilfe der Maßnahmenwirkung der einzelnen Beispiele wur-de diskutiert, welche Beurteilungsgrö­ßen wie in den Bewer-tungsprozess integriert werden, welche Kennwerte unfall-rückgänge am besten beschreiben und ob Spannweiten zu berücksichtigen sind. Auch die Bewertung von unfall-Teilkol-lektiven, wie die unfallschwere, wurde in den Bewertungspro-zess einbezogen. Hieraus ergab sich, dass insbesondere die Bewertungsgrö­ßen „Gesamtanzahl aller polizeilich registrierten unfälle“, „unfälle mit Personenschaden“, „pauschale unfallkosten (differenziert nach SP/LP/S)“ und die „unfallkostenrate (SP/LP/S)“ zur Be-rücksichtigung von einwirkungen der Verkehrsbelastung ein-bezogen werden sollten.

Tabelle 3 • unfallkostensätze, Preisstand 2000 (nach (5))

Örtliche randbedingungen konnten aufgrund der geringen Stichprobenanzahl nur beim Vergleich mit Literaturkenn-werten am lichtsignalgeregelten Knotenpunkt differenzierter betrachtet werden. ebenso konnte der einfluss der Verkehrs-stärke auf die unfallkostenrate nicht nachgewiesen werden. Dies ist bei der künftigen Ausgestaltung des Bewertungspro-zesses zu beachten.Nachfolgend ist beispielhaft eine Übersicht der ergebnisse der Maßnahmenwirkung für verschiedene Bewertungsgrö­ßen zusammengestellt. Abbildung 4 erlaubt über den Vergleich der Gesamtanzahl aller polizeilich registrierten unfälle (ohne Differenzierung nach Personen- und Sachschaden) eine erste Abschätzung.Bei den Lichtsignalanlagen ergeben sich in fünf Fällen deut-liche Verbesserungen, jedoch sind die verkehrstechnischen rahmenbedingungen unterschiedlich. Die ergebnisse müssen hinsichtlich der rahmenbedingungen noch verfestigt werden. Deutlich wird dies vor allem auch an der uneinheitlichen Maß-nahmenwirkung bei 2-phasig gesteuerten Lichtsignalanlagen.

ein positives ergebnis zeigt die Maßnahmenwirkung bei Kreis-verkehren. Weitere Potenziale lassen sich hier bei den beiden Beispielen vermuten, bei denen die unfallanzahl sich um rund 40 % verringert, ansonsten wurden mindestens 80 % erreicht.Sehr unterschiedlich ist die Maßnahmenwirkung von rot-wei-ßen Leitprofilen an Schutzplanken. Hier ergeben sich Schwan-kungen von einer Verbesserung der unfallanzahl bis zu 73 % und einer Verschlechterung der Situation bis 75 %.

Querschnitt 21

Querschnitt 21

Einmündung

Unfallrate, vorheralle

VergleichsgrößeMitteilungen Nr. 40

Unfallrate, nachheralle

VergleichsgrößeMitteilungen Nr. 40

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0,9

0,67

1,49

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1,70

1,70

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0,67

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0,39

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91

1,20

1,73

0,66

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0,66

LSA 2-phasig

Unfallrate(Personenschäden)

VergleichsgrößeMitteilungen Nr. 40

Unfallrate(Personenschäden)

nachher

VergleichsgrößeMitteilungen Nr. 40

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0,80

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0,12

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0,90

0,72

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0,58

0,30

0,30

0,30

0,58

0,58

0,58

0,06

0,36

0,29

0

0,05

0,12

0,24

0,35

0,64

0,10

0,35

0,10

EinmündungLSA 2-phasig

Vergleichsgröße Mitteilungen Nr. 40Sicherheit von Landstraßen-Knotenpunkten, Verkehrstechnisches Institut der Versicherer, 2002, (2)

Unfallkostenrate, vorher (Personen-/

Sachschäden)

VergleichsgrößeLandstraßen-Knotenpunkte

VTIV-Mitteilungen Nr. 40

Unfallkostenrate, nachher (Personen-/

Sachschäden)

VergleichsgrößeLandstraßen-Knotenpunkte

VTIV-Mitteilungen Nr. 40

Unf

allk

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0

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39,0

0

14,0

0

EinmündungLSA 2-phasig

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FAchbereich bAuingenieurwesenWirkungsindizes für den Vergleich typisierter Verbesserungsmaßnahmen im rahmen der Verkehrssicherheitsarbeit

Abbildung 6 • Vergleich mit Literaturkennwerten bei Lichtsignalanlagen

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eingehalten und erheblich unterschritten werden.Als Fazit kann gezogen werden, dass an den beiden Beispie-len mit den hö­chsten unfallkostenraten auch nachher noch Sicherheitspotenziale vermutet werden und Detailbetrach-tungen mö­glicherweise weitere Aufschlüsse geben. Beim Kreisverkehr liegen die unfallkenngrö­ßen vorher (ohne Kreisverkehr) an vier Beispielen teilweise deutlich über den Literaturwerten. Mit dem Kreisverkehr liegt die unfallrate nur noch in einem Fall über dem Literaturwert. Bei dem Vergleich der unfallraten nur für unfälle mit Personenschäden ist die Situation ähnlich. Bei der unfallkostenrate liegen die Kosten-werte nachher bei drei Beispielen unter den Literaturwerten, zwei Beispiele besitzen eine geringe Überschreitung. Bei einem Ausreißer wurden an Kreisverkehren die Literatur-werte unterschritten. Für das negativ herausragende Beispiel im Nachher-Zeitraum sind unbedingt weitere Prüfungen not-wendig.Beim Maßnahmentyp rot-weiße Leitprofile werden die Litera-turwerte vorher (ohne rot-weiße Leitprofile) nach den eWS (3) an vier Beispielen sehr deutlich überschritten, zwei weitere Beispiele liegen unter den Vergleichswerten. Mit einrichtung der rot-weißen Leitprofile hat sich an zwei Abschnitten die unfallrate erheblich verbessert und liegt in der Grö­ßenord-nung der Literaturwerte. In zwei weiteren Fällen hat sich die schlechte unfallrate weiter verschlechtert. Bei beiden Beispie-len mit geringerer unfallrate hat sich diese auch bis in die Grö­-ßenordnung der Literaturwerte verschlechtert. Bei den unfallraten bezogen auf unfälle mit Personenschä-den wurden die Literaturwerte vorher in fünf Beispielen über-schritten, hiervon bei drei Beispielen sehr deutlich. Mit ein-richtung der rot-weißen Leitprofile hat sich in drei Beispielen ein deutlicher rückgang dieser unfallrate eingestellt, hierbei wird aber nur in einem Fall der Vergleichswert aus der Lite-ratur unterschritten. In zwei Beispielen hat sich auch hier die unfallrate verschlechtert. Insgesamt werden in vier Beispielen die Literaturwerte überschritten, bei drei Beispielen deutlich.Auch bei der unfallkostenrate werden vorher in fünf Beispielen die Literaturwerte überschritten, hiervon bei drei Beispielen sehr deutlich. Auch hier reduziert sich die unfallkostenrate nachher (mit rot-weißen Leitprofilen) an zwei Beispielen deut-lich, aber nur in einem Beispiel wird der vergleichbare Litera-turwert unterschritten. Insgesamt werden auch nachher die Kostenwerte aus der Literatur teilweise erheblich überschrit-ten. Bei zwei Beispielen steigt die unfallkostenrate gegenüber dem Vorher-Zeitraum deutlich an.Im Fazit ist eine umfassende Wirkung der rot-weißen Leitpro-file zur Verbesserung der Verkehrssicherheit nicht spürbar. Dabei ist im einzelfall zu prüfen, wieso diese Maßnahme zum einen zur deutlichen Verringerung beigetragen hat, zum ande-ren aber auch zu einer Verschlechterung der unfallkenngrö­-ßen geführt hat.

Nur bedingt abschließende Aussagen kö­nnen für die einrich-tung der Geschwindigkeitsbeschränkung auf Autobahnen ge-troffen werden. Hier liegen nur zwei Beispiele vor mit einer reduzierung auf 120 km/h (über 7,4 km) sowie einer reduzie-rung auf 100 km/h (über 1,66 km). Allerdings verringert sich in beiden Fällen die Anzahl der unfälle deutlich.Keine Aussagen sind beim einsatz von gelb-grünen Träger-tafeln mö­glich. Bei nur zwei Stichproben reduziert sich die Anzahl der unfälle im einen Fall um 55 %, im anderen Fall ist keine reduzierung feststellbar.Nach der Beurteilung über die Vorauswahl aller unfälle wur-den die Maßnahmenwirkungen hinsichtlich der unfallschwere eingestuft (Abbildung 5). Dabei wurde nach den Kostensätzen für schweren Personenschaden (SP), leichten Personenscha-den (LP) und Sachschaden (S) differenziert.Die Tendenz der ergebnisse aus dem Vergleich aller unfälle bestätigen sich weitgehend. Deutlich wird die positive Wirkung bei der Lichtsignalregelung und bei Kreisverkehren. Die unfallkosten reduzieren sich bei Lichtsignalanlagen im Mittel um 79 %, bei Kreisverkehren im Mittel um 87 %. Auch die beiden Beispiele mit Geschwindig-keitsbeschränkung bringen eine deutliche Verringerung bei unfallschäden auf im Mittel 51 %. Kein einheitliches Bild gibt auch hier die Gegenüberstellung der verschiedenen Beispiele mit rot-weißen Leitprofilen. Im Mittel verschlechtert sich die Situation. Bei gelb-grünen Trä-gertafeln verringern sich an einem Beispiel die unfallkosten erkennbar, im anderen Fall verschlechtert sich die Situation.

Vergleich mit literaturkenngrößenHier eignen sich für den Vergleich insbesondere die Kriterien „unfallrate bezogen auf alle unfälle“, „unfallrate bezogen auf die unfälle mit Personenschaden“ und „unfallkostenrate diffe-renziert nach der Schwere der unfälle“. Beispielhaft ist nach-folgend der Vergleich bei Lichtsignalanlagen, Kreisverkehren und rot-weißen Leitprofilen aufgeführt. Beim Maßnahmentyp „Lichtsignalanlagen“ liegt die unfallrate bezogen auf alle unfälle im Vorher-Zeitraum (keine Lichtsi-gnalregelung) an zwei Knotenpunkten und einer einmündung deutlich über den Literaturwerten der untersuchung zur Si-cherheit an Landstraßen-Knotenpunkten (1). Nachher wur-den die Literaturwerte – bis auf eine 20 %-ige Überschreitung – deutlich unterschritten. Die unfallrate für unfälle mit Personenschäden wurde vorher an vier Beispielen überschritten. Mit Lichtsignalanlagen wur-den die vergleichbaren Literaturkennwerte in allen Fällen ein-gehalten und teilweise deutlich unterschritten. Die unfallkostenrate liegt vorher bei drei Beispielen teilwei-se deutlich über den Literaturwerten vergleichbarer Knoten-punkte. Mit einrichtung der Lichtsignalanlage kö­nnen die Kos-tenwerte aus der Literatur bis auf eine geringe Überschreitung

Querschnitt 21

�5

FAchbereich bAuingenieurwesenWirkungsindizes für den Vergleich typisierter Verbesserungsmaßnahmen im rahmen der Verkehrssicherheitsarbeit

Einmündung

Unfallrate (Personenschaden),alle

VergleichsgrößeMitteilungen Nr. 40

Unfallrate (Personenschaden),nachher

VergleichsgrößeMitteilungen Nr. 40

Unf

allr

ate

(Per

sone

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0,67

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0,30

0,30

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0,58

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Einmündung

Unfallrate (Personenschaden),alle

VergleichsgrößeMitteilungen Nr. 40

Unfallrate (Personenschaden),nachher

VergleichsgrößeMitteilungen Nr. 40

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Einmündung

Unfallrate, vorheralle

VergleichsgrößeMitteilungen Nr. 40

Unfallrate, nachheralle

VergleichsgrößeMitteilungen Nr. 40

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Vergleichsgröße Mitteilungen Nr. 40Sicherheit von Landstraßen-Knotenpunkten, Verkehrstechnisches Institut der Versicherer, 2002, (2)

Abbildung 7 • Vergleich mit Literaturkennwerten am Kreisverkehr

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4.3 zielerreichungIm letzten Schritt des Bewertungsprozesses wird die Zieler-reichung aus den erreichten Punkten innerhalb dieser Be-reiche bestimmt. Maximal kö­nnen bei acht Bewertungskrite-rien mit der vorgeschlagenen einteilung 40 Punkte erreicht werden.In Anlehnung an weitere Bemessungsverfahren bei Straßen-verkehrsanlagen wurden für die Zielerreichung die Bewer-tungsstufen von A bis F gewählt. eine optimale einstufung in die Stufe A wird erreicht, wenn mehr als 85 % der Punkte er-reicht wurden. Liegen die erreichten Punkte unter 5 % wird dies mit der Stufe F bewertet (keine Auswirkungen, weitere untersuchungen sind dringend erforderlich). Zwischen diesen beiden eckpunkten erfolgt eine Aufteilung im gleichmäßigen Intervall von 20 %.Insgesamt kann in der zusammenfassenden Bewertung für die untersuchten Beispiele ein ausgewogenes ergebnis erreicht werden. es ergaben sich im Bewertungsprozess keine unge-wö­hnlichen resultate.

über diese Bewertung lassen sich rückschlüsse zur zielerreichung in den verschiedenen stufen ziehen: • Maßnahmen mit einer einstufung in die Stufe A oder B erfüllen das Ziel einer Verbesserung der Verkehrssicher- heit in besonderem Maße.• Maßnahmen, die der Stufe C oder D zugeordnet werden, sind diesen nachgeordnet und lassen eine Verbesserung der Verkehrssicherheit erwarten. Verbesserungen sollten im einzelfall geprüft werden. • In der Stufe e ist keine eindeutige Zielerreichung fest zu stellen. Hier sind unbedingt Verbesserungen bzw. Alterna- tiven zu prüfen. • Maßnahmen, deren Wirkungen der Stufe F zugeordnet werden, sollten nicht umgesetzt werden. Hier sind Alterna- tiven zu entwickeln.Die Beispiele zur Lichtsignalsteuerung und zu Kreisverkehrs-plätzen erreichen die besten Bewertungen und wurden der Stufe B zugeordnet. Tendenziell eher schlechtere ergebnisse erreichen rot-weiße Leitprofile, hier wird mit der Stufe D auch die schlechteste Bewertung erzielt. Im mittleren Bewertungs-bereich liegen Geschwindigkeitsbeschränkungen (Stufe C), gelb-grüne Trägertafeln konnten aufgrund der sehr streuen-den Werte nicht zugeordnet werden. In beiden Fällen mangelt es an vergleichbaren untersuchungsbeispielen. Für eine endgültige Definition reichen die vorgegebenen Maß-nahmenbeispiele nicht aus. In fast allen Maßnahmenbereichen wurden gute und schlechtere Bewertungen erreicht.

4.2 Festlegung des bewertungsprozessesAus den Bewertungsbereichen Maßnahmenwirkung, Vergleich mit Literaturwerten und Nutzen-/Kosten-Analyse ergaben sich insgesamt acht Bewertungsgrö­ßen. Diese Bewertungsgrö­ßen wurden im ersten Schritt alle gleichgewichtig behandelt. Jede Bewertungsgrö­ße wurde über eine Skala von 0 bis 5 Punkten eingestuft. Dadurch ergibt sich eine unterschiedliche Gewich-tung der Bereiche: • 50 % für den Bereich der maßnahmenwirkung (� von � kriterien), • �7,5 % für den Vergleich mit literaturkenngrößen (� von � kriterien) sowie • 1�,5 % für die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung (1 von � kriterien). Aus dem Vergleich der untersuchten Beispiele wird für den Bereich der Maßnahmenwirkung eine Intervalleinteilung in der Grö­ßenordnung von 20 % zur Differenzierung gewählt. um dem breiten Spektrum von Maßnahmen mit unterschiedlichs-ten Wirkungen mö­glichst gerecht zu werden, wird die Maßnah-menwirkung zwischen einem unteren Grenzwert von 5 % und einem oberen Grenzwert von 85 % bewertet. Zwischen diesen beiden Grenzwerten werden die fünf Bewertungspunkte auf gleichmäßige Intervalle im 20 %-Abstand verteilt. eine unter-scheidung der Maßnahmenwirkung bei den verschiedenen Kri-terien erscheint nicht erforderlich.Auch beim Vergleich mit anerkannten Literaturkenngrö­ßen ist eine Intervalleinteilung in der Grö­ßenordnung von 20 % zur Differenzierung sinnvoll. Dabei ist eine unterschreitung des Literaturwertes um 80 % ein sehr optimaler Wert. Wird der Literaturwert überschritten, deutet dies darauf hin, dass hier weitere Überlegungen zu Verbesserung der Verkehrssicher-heit notwendig werden: es wird kein Bewertungspunkt mehr vergeben. Auch hier werden zwischen diesen beiden Grenz-werten die fünf Bewertungspunkte auf gleichmäßige Intervalle im 20 %-Abstand verteilt. Auch hier ist eine gesonderte Diffe-renzierung zwischen den Kriterien derzeit nicht sinnvoll.Für das Nutzen-/Kosten-Verhältnis gab es in den untersuchten Beispielen sehr große unterschiede. Aufgrund der geringen Vergleichsanzahl kann hier nur eine Annäherung in der ein-stufung erreicht werden. Vorgeschlagen wird daher eine ein-stufung, die 0 Punkte erbringt, sobald das NKV < 1 wird. Von hieraus wird in 4-wertigen NKV-Schritten (1 bis 4, 5 bis 8 etc.) jeweils ein Punkt mehr vergeben. Über einem NKV von 16 wer-den 5 Punkte vergeben. Mit der geringen Gewichtung des NKV im Bewertungsprozess werden die erheblichen unsicherheiten in der Herleitung der Ausgangsgrö­ßen abgefangen.

�7

FAchbereich bAuingenieurwesenWirkungsindizes für den Vergleich typisierter Verbesserungsmaßnahmen im rahmen der Verkehrssicherheitsarbeit

literatur1 • eckstein, K; Meewes, V.; sicherheit von Landstraßen- Knotenpunkten; Knotenpunktgrundformen, Verkehrsrege- lung, Zufahrten; Mitteilungen nr. 40 des Verkehrstech- nischen instituts der Deutschen Versicherer, Berlin, 2002 � • Forschungsgesellschaft für straßen- und Verkehrswesen; empfehlungen für die sicherheitsanalyse von straßen- netzen esn, Köln, 2003 � • Forschungsgesellschaft für straßen- und Verkehrswesen; empfehlungen für Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen an straßen (eWs) – Aktualisierung der rAs-W 86, Fort- schreibung 1997; Köln, Ausgabe 1997 � • Goldhorn, M.; Wirkungsanalyse von Maßnahmen zur Verbesserung der Verkehrssicherheit im Bereich des AsV Bensheim; Diplomarbeit an der hochschule Darmstadt, 2006 5 • höhnscheid, K.-J., Krupp, r., Meewes, V., Köppel, W.; Bewertung der straßenverkehrsunfälle, entwicklung der unfallkosten in Deutschland 1995 bis 1998, unfallkosten- sätze 2000 � • Oberste Baubehörde im Bayerischen staatsministerium des inneren – Zentralstelle für Verkehrssicherheit der straßenbauverwaltung; statistische Bewertung der Wirk- samkeit von Maßnahmen zur erhöhung der Verkehrs- sicherheit an unfallhäufungen auf Bundes- und staats- straßen in Bayern; München, 2004

zum Autorprof. Dr.-ing. Jürgen Follmann, Jahrgang 1959; Studium Bauingenieurwesen mit Schwerpunkt Verkehrswesen an der Technischen Hochschule Darmstadt19�� bis 1991 Mitarbeiter am Fachgebiet Verkehrsplanung und Verkehrstechnik der TH Darmstadt (univ.-Prof. Dr.-Ing. H.G. retzko), Promotion auf dem Gebiet der Lichtsignal-technik 19891991 Gründung des Planungsbüros für Verkehrswesen Habermehl+Follmann; umgewandelt in Habermehl+Follmann Ingenieurgesellschaft mbH 1999; heute: Mitgesellschafter und wissenschaftlicher Beraterseit märz �001 Professor für Verkehrstechnik, Verkehrs-sicherheit und Geografische Informationssysteme im Fach-bereich Bauingenieurwesen der Hochschule Darmstadt

mitgliedschaftenFGSV, SrL, VDI, VSVI Hessen, VSVI rheinland-Pfalz

5 • Fazit Es wurde eine Bewertungsstruktur auf der Basis ausgewählter Strukturdaten der HSVV in einer ersten Stufe abgeleitet, die später auf weitere Maßnahmentypen übertragen werden und durch weitere Untersuchungen qualitativ verdichtet werden kann. Trotzdem werden in der Praxis Unfall-Wirkungs-Zusammenhänge im Unfallgeschehen auftreten, die möglicherweise nicht abgebildet werden. Aus diesem Grund kann die beschriebene Bewertungs-struktur keinen Anspruch auf Vollständigkeit erfüllen, sondern zeigt einen Ansatz zur Maßnah-menbewertung auf, der fortgeschrieben werden muss. Insgesamt sind mit dem geringen Stichprobenumfang keine detaillierten Aussagen auf unterschied-liche Örtlichkeiten möglich. Bei der Konzeption des Bewertungsprozesses wurde daher auf eine Differenzierung der Örtlichkeiten bei der Maßnahmenwirkung verzichtet. Bei der Weiterentwicklung des Bewertungsprozesses und Validierung durch weitere Maßnahmen sollte hierauf aber ein besonde-res Augenmerk gelegt werden. Letztlich soll die Bewertung der Wirksamkeit neben der Prüfung der Zielerreichung auch vertiefte Hinweise auf am ehesten geeignete Abhilfemaßnahmen für nachfolgende Entscheidungsprozesse in ähnlich gelagerten Fällen liefern und die Prognose des Unfallgeschehens für ähnliche oder gleiche Maßnahmeneinsätze auf eine verlässlichere Basis stellen. Ansätze zur vertiefenden Betrachtung bei Beispielen mit erheblichen Abweichungen wurden in einer Diplomarbeit an der Hochschule Darmstadt beleuchtet (Goldhorn, (4)). Er bezieht Unfalldiagramme in die Wirkungsbetrachtung ein. Dabei wird deutlich, dass diese nur auf besondere Situationen be-schränkt werden kann. Ansonsten waren die Betrachtung von Unfallzahlen, Schwere und Unfallkenn-größen in der Regel ausreichend.

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RichtungsfahrbahnU

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Unfallrate (Personenschaden),vorher

VergleichsgrößeEWS

Unfallrate (Personenschaden),nachher

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0,32

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0,15

0,51

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0,76

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0,68

0,92

0,32

0,32

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0,32

0,15

0,51

Unfallkostenrate, vorher(Personen-/ Sachschaden)

VergleichsgrößeESN (Fall P, S)

Unfallkostenrate, nachher(Personen-/ Sachschaden)

VergleichsgrößeESN (Fall P, S)

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0

Unfallrate, vorheralle

VergleichsgrößeEWS

Unfallrate, nachheralle

VergleichsgrößeEWS

Richtungsfahrbahn

Richtungsfahrbahn

Abbildung 8 • Vergleich mit Literaturkennwerten beim einsatz rot-weißer Leitprofile

Querschnitt 21

Querschnitt 21

NHN

OO

N

O

TAMEP

H2N H2N

CH3

CO2H H2N NO2

CH3

NO2

H2O

�9

Pro-TGase FRAP-TGase

41-AS-Peptid

TAMEPTGase

FRAP

TAP

H20 H20

Abbildung 1 • Physiologische Aktivierung bakterieller Transglutaminase von Streptomyces mobaraensis durch zwei Proteasen (entnommen aus [3]).

Abbildung 3.1 • Hydrolyse von Alanylprolyl-2-nitroanilid durch die Transglutaminase prozessierende Tripeptidylaminopeptidase von Streptomyces mobaraensis. Die zu ö­ffnende Anilidbindung ist violett hervorgehoben.

Abbildung 3.2 • Chromogene Substrate für α-Glucosidase (1) und esterasen (2). Die violett markierten funktionellen Gruppen (Glycosid, ester) reduzieren den elektronendonorcharakter des phenolischen Sauerstoffs.

HOHO

OH

OH

O

O

O

O

NO2

FAchbereich chemie und biotechnologiekonstruktion eines peptids mit gelöschter Fluoreszenz und Etablierung eines aktivitätstests zur Bestimmung von p1’-proteaseaktivität

Aktivierung durch TAMeP eine Peptidbindung von pro-Trans-glutaminase zu hydrolysieren. Für den Aufbau der Aktivitäts-tests für beide Proteasen kamen deshalb nur kleine Peptid-substrate in Frage, die zusätzlich mit Farbstoffmolekülen markiert sein sollten. Damit noch eine vernünftige enzym-Substrat-Bindung gewährleistet war, wurden die künstlichen Substrate von der Aminosäurensequenz an den Spaltstellen des Zymogens (…PS↓FrAP↓DS…) abgeleitet. In der regel bestimmt die Spezifität einer Protease die Länge des Peptids und damit die Synthesekosten. Jedoch sind bakterielle Prote-asen oft weniger anspruchsvoll als beispielsweise die korres-pondierenden humanen enzyme und kommen entsprechend mit kürzeren Peptiden aus. Weiterhin waren bei der Planung der Pepidsubstrate die eigenschaften einer Protease zu be-rücksichtigen. TAP gehö­rt zu den Serinproteasen und ö­ffnet die Peptidbindung auf der Carboxylseite des von ihr im Aktiv-zentrum fixierten Peptids. Solche Proteasen werden nach Sch-echter und Berger P1-Proteasen genannt [4]. Zusätzlich darf das Aminoende des Peptids durch keine weitere Aminosäure

2 • die Vorlage für das design artifizieller Peptide zur etablierung von Proteaseaktivitätstests stammt von den substratproteinenDie Aktivierung bakterieller Transglutaminase (TGase) von Streptomyces mobaraensis, um hier das konkrete Beispiel für die Ableitung artifizieller Substrate zu nennen, erfolgt physiolo-gisch durch zwei sehr unterschiedliche Proteasen [2, 3]. Die Metalloprotease TAMeP spaltet das Propeptid vier Aminosäu-ren vor dem Aminoterminus der reifen Proteindomäne, wäh-rend eine Tripeptidylaminopeptidase (TAP) das noch verblei-bende Tetrapeptid FrAP entfernt (Abbildung 1). Pro-Transglutaminase ist ein komplexes aus 376 Aminosäu-ren aufgebautes Makromolekül mit einem Molekulargewicht von 42.500 Da (1 Dalton (Da) entspricht der Atommasse eines Wasserstoffatoms). Die inaktive Vorstufe, das Zymogen, lässt sich nur schwer von reifer Transglutaminase abtrennen, und Öffnung der beiden Peptidbindungen durch die Proteasen verändert kaum die optischen eigenschaften des Proteins. Außerdem ist TAP nicht in der Lage, ohne die vorhergehende

Enzyme sind die Katalysatoren biologischer Reaktionen, ohne die kein oder nur ein sehr langsamer Umsatz möglich ist. Bereits ihr Nachweis erfordert die Etablierung einer Messmethode, die spezifisch die Bestimmung der katalytischen Aktivität erlaubt. In den seltensten Fällen wird man dafür das physiologische Substrat verwenden, also das durch das Enzym in der natürlichen Umgebung veränderte Biomolekül. Vielmehr leitet man vom Substrat ein strukturverwandtes Analogon ab, das in Gegen-wart des Enzyms ein messbares Signal erzeugt. Enzymaktivitätstests sind besonders wertvoll, wenn das Signal, wie in diesem Artikel für Metalloproteasen beschrieben, kontinuierlich in Abhängigkeit von Enzymkonzentration und Zeit gebildet wird.

1 • die konzeption eines enzymaktivitätstests erfordert konkrete information über den katalysemechanismus des zu bestimmenden biokatalysatorsDas Verständnis für den Ablauf biologischer Vorgänge ist die rationale Basis für die entwicklung neuer Medikamente. In vie-len Fällen stehen dabei enzyme und ihre regulation im Mittel-punkt des Interesses, weil sie an allen Stoffwechselreaktionen beteiligt sind. Als echte Katalysatoren ermö­glichen sie erst den umsatz von Biomolekülen bei niedrigen Temperaturen durch hinreichende Absenkung der Aktivierungsenergie. en-zyme sind auch die nützlichen Werkzeuge vieler technischer Prozesse, vor allem in der Lebensmittelindustrie. Sie stam-men wegen einer einfachen und damit kostengünstigen Pro-duktionsweise fast ausschließlich von Bakterien oder niederen eukaryonten wie Schimmelpilzen.Bereits der Nachweis einer enzymatischen Funktion erfordert die etablierung einer Methode, die die physiologische reak-tion nachstellt und dadurch die Messung einer katalytischen Aktivität erlaubt. Viele physiologische Substrate, wenn sie

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überhaupt bekannt sind, besitzen eine komplexe Struktur oder werden vom Organismus in nur geringen Mengen produziert. Isolations- und Syntheseverfahren zu ihrer Herstellung sind in der regel viel zu teuer. Die Strategie, um ein enzymsubstrat in vernünftigen Mengen zu erhalten, kann deshalb nur sein, die Struktur des physiologischen Substrats so zu modifizieren, dass eine einfache Synthese mö­glich wird. Das Strukturdesign berücksichtigt dabei nur solche Molekülteile, die für die Bin-dung des Substrats an das jeweilige enzym wesentlich sind. Im extremfall passt man, wie bei der Planung eines neuen Medikaments, das zu synthetisierende Substrat in silico dem Aktivzentrum eines enzyms an, um beispielsweise bei einem diagnostischen Test die Sensitivität und reproduzierbarkeit zu erhö­hen. Weiterhin ist es sinnvoll, das Strukturanalogon an ei-nen Farbstoff zu koppeln, der durch die enzymatische reaktion seine optischen eigenschaften verändert. Nur so lässt sich der technische Aufwand einer Analyse auf ein vernünftiges Maß reduzieren, weil einfache photo- oder fluorimetrische Mes-sungen mö­glich werden.

konstruktion eines PePtids mit gelöschter Fluoreszenz und etAblierung eines AktiVitätstests zur bestimmung Von P1’-ProteAseAktiVität1)1) Die in diesem Beitrag vorgestellten ergebnisse sind zu einem großen Teil Lit. [1] entnommen.

autoren • Stefanie Weimer und Hans-Lothar Fuchsbauer

QUERSCHNITT 21

51

FACHBEREICH CHEMIE UND BIOTECHNOLOGIEKonstruktion eines Peptids mit gelöschter Fluoreszenz und Etablierung eines Aktivitätstests zur Bestimmung von P1’-Proteaseaktivität

Abbildung 5.1 • Anregungs- (grau) und Emissionsspektren (violett) von (2-Aminoethyl)aminonaphthyl-5-sulfonsäure (EDANS) und 4-(4’-N,N-Dimethylamino-phenyl)azobenzoesäure (DABCYL) (Quelle: [6]).

CYL-EDANS beschrieben, weil das Absorptionsspektrum des Azofarbstoffs DABCYL das Emissionsspektrum des Naphtha-linderivats EDANS fast vollständig überdeckt (Abbildung 5.1). Dadurch ist eine gute Energieübertragung gewährleistet.DABCYL-EDANS-Peptide wurden für verschiedene Endoprote-asen synthetisiert, wobei in allen Fällen längere, also kosten-intensive Peptide mit 6 – 12 Aminosäuren gewählt wurden [7 –10]. Dies wurde zum einen mit der hohen Spezifität einer Protease begründet, zum anderen auch damit, dass die ste-risch anspruchsvollen Farbstoffe die Bindung eines kleinen Peptids an das Aktivzentrum verhindern. Der zweite Grund be-wegte sogar Autoren, auf die Notwendigkeit von zusätzlichen Abstandshaltern zwischen den Farbstoffen hinzuweisen [11]. Wir konnten mit Dispase und Thermolysin erstmals zeigen, dass die Länge eines Dipeptids ausreicht, um die FRET-Farb-stoffe auf eine ausreichende Distanz zu halten [1]. Die Kürze des Peptids erlaubt nicht nur die kostengünstige Synthese im Grammmaßstab. Dadurch, dass das neue Substrat DABCYL-Ser-Phe-EDANS nur eine Peptidbindung enthält, ist der Angriff einer Metalloprotease definiert (Abbildung 5.2). Die Sequenz des Dipeptids Serinylphenylalanin (SF) stammt von der TAMEP-Spaltstelle im Aktivierungspeptid von pro-Transglutaminase, um die aktivierende Endoprotease weiter zu untersuchen (vgl. Abschnitt 2). Da gereinigte TAMEP nicht mehr zur Verfügung stand, wurde die Charakterisierung des

werden kann, also der Zerfall des Ausgangsstoffs bzw. die Bil-dung der Produkte. Deshalb wird die Reaktionsgeschwindigkeit meist nur in einer Zu- oder Abnahme der relativen Fluoreszenz je Zeiteinheit ausgedrückt. Dass dennoch in der Literatur die Beschreibung neuer Enzymtests mit fluoreszierenden Sub-straten weiter zunimmt, ist in erster Linie ihrer extrem hohen Empfindlichkeit zuzuschreiben. Die Enzymaktivität von P1’-Endoproteasen lässt sich kontinu-ierlich messen, wenn ein gegebenes Peptid entweder zwei Flu-oreszenzfarbstoffe oder einen Fluoreszenz- und einen Lösch-farbstoff trägt. Das Messsignal entsteht dadurch, dass einer der beiden Farbstoffe, der Donorfarbstoff, durch Fluoreszenz-resonanzenergietransfer (FRET) Anregungsenergie auf den Akzeptorfarbstoff überträgt, der nachfolgend Photonen emit-tiert (zweiter Fluoreszenzfarbstoff) oder die absorbierte Ener-gie durch Rotation und Molekülschwingung dissipiert (Lösch-farbstoff). Voraussetzung für den Energieübertrag ist, dass zum einen das Emissionsspektrum des Donors mit dem Ab-sorptionsspektrum des Akzeptors überlappt und zum anderen ein geeigneter Abstand zwischen den Farbstoffmolekülen be-steht. Für Proteasen wird eine Kombination aus Fluoreszenz- und Löschfarbstoff bevorzugt, weil durch die enzymatische Spaltung des Substratmoleküls ein positives Signal erzeugt wird, also ein kontinuierliches Ansteigen der Fluoreszenzin-tensität. Am häufigsten ist in der Literatur das FRET-Paar DAB-

oder Schutzgruppe blockiert sein, damit es von einer Exopep-tidase überhaupt umgesetzt werden kann. TAMEP wiederum ist eine Metalloprotease, die die Peptidbindung auf der Ami-noseite der für die Erkennung spezifischen Aminosäure hy-drolysiert. Solche Proteasen heißen auch P1’-Proteasen. Als Endoprotease, die Peptidbindungen im Inneren eines Proteins öffnet, benötigt TAMEP Substratmoleküle mit Schutzgruppen bzw. Farbstoffen an beiden Enden des Peptids.

3 • Für die Etablierung eines Enzymaktivitätstests von P1’-Proteasen wie TAP stehen käufliche chromogene Pep-tidsubstrate zur VerfügungDie Messung der Aktivität von Proteasen mit P1-Spezifität ist denkbar einfach. Dadurch, dass eine Peptidbindung C-seitig ge-öffnet wird, benötigt man nur einen Farbstoff, der durch die Bindung an die terminale Carboxylfunktion eines geeigneten Peptids seine optischen Eigenschaften ändert. Im einfachsten Fall wird Nitroanilin mit dem spezifischen Peptid verknüpft. Dadurch wird der mesomere Donorcharakter der aroma-tischen Aminofunktion geschwächt und das Gesamtmolekül erscheint farblos, weil es keine Absorption im Wellenlängen-bereich des sichtbaren Lichts besitzt. Wird Nitroanilin im Akti-vitätstest durch die Protease freigesetzt, kommt es zu einer Rotverschiebung des Absorptionsmaximums, wodurch eine messbare Gelbfärbung der Lösung hervorgerufen wird (Abbil-dung 3.1).Nitroanilierte Peptide mit den unterschiedlichsten Sequenzen sind käuflich erhältlich. Obwohl die Tripeptidylaminopeptida-se ihr Aktivitätsoptimum nur mit Tripeptiden erreicht, setzt sie mit einer um eine Größenordnung niedrigeren Umsatzrate auch Dipeptide und, wie wir erstmals zeigen konnten, Tetra-peptide um [3]. Mit einem käuflichen Nitroanilidpeptid, das die notwendige Sequenz Alanylprolin (AP) aufwies, wurde ent-sprechend ein ausreichend sensitiver Aktivitätstest etabliert [3]. Die Synthese einer Verbindung mit der Sequenz RAP oder gar FRAP lohnte nicht.

50

Abbildung 4 • Proteolytische Spaltung von Furylacryloylglycylphenylalanylamid (FAGFA) durch TAMEP. Die zu öffnende Peptidbindung ist violett hervorgehoben.

Abbildung 5.2 • Hydrolyse von DABCYL-Serinylphenylalanyl-EDANS durch Dispase oder Thermolysin. Die zu öffnende Peptidbindung ist violett hervorgehoben.

Ähnliche chromogene Substrate können auch für Aktivitäts-tests anderer Enzymklassen verwendet werden. Vorausset-zung ist nur, dass Elektronendonorgruppen durch die Kopp-lung an das spezifische Substratmolekül ihren Einfluss auf ein Pi-System, in der Regel ein Aromat, verändern. Zwei Beispiele für solche Systeme zeigt Abbildung 3.2.

4 • Für P1’-Proteasen wie TAMEP sind keine sensitiven chromogenen Peptidsubstrate herstellbarDie Aktivitätsbestimmung von P1’-Proteasen ist wegen der N-seitigen Öffnung von Peptidbindungen komplizierter. Das pri-märe Produkt, die N-terminale Hälfte des Proteinsubstrats, erhält durch die enzymatische Spaltung eine freie α-Carboxyl-funktion. In Analogie zu den oben beschriebenen Peptidylani-liden müsste ein artifizielles Substratpeptid konstruiert wer-den, das während der Hydrolyse eine Änderung der optischen Eigenschaften an der gebildeten Säurefunktion durch Ände-rung der elektronischen Eigenschaften erfährt. Ein solches Molekül ist bisher nicht bekannt, zumindest nicht mit der Sen-sitivität von Nitroaniliden. Beschrieben sind lediglich Furylac-ryloylpeptide, deren Absorption bei 340 nm durch Hydrolyse der einzigen Peptidbindung erniedrigt wird (Abbildung 4) [5]. Das Signal ist schwach, und es bleibt unklar, weshalb sich die Absorptionsintensität überhaupt ändert. Möglicherweise steht die Carboxylfunktion über ihr Enol mit dem konjugierten Pi-System des Furylacyroylglycins in Wechselwirkung und zieht dadurch Elektronendichte ab, was zur Verringerung der UV-Absorption führt.

5 • Die Aktivität von P1’-Proteasen kann mit fluoreszierenden Systemen kontinuierlich gemessen werden Für Enzyme, deren Substratmoleküle wie bei P1’-Endoprotea-sen in verschiedene Teile zerfallen, können auch Fluoreszenz-sonden als Signalgeber verwendet werden. Gegenüber photo-metrischen Messungen haben sie den Nachteil, dass aus der Emissionsintensität nur eingeschränkt der Umsatz ermittelt

Querschnitt 21

5�

Substratkonzentration µM

Relative Fluoreszenzintensität

300

350

250

200

150

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50

0 50 100 150 200 250

403020100

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200

Abbildung 6.3 • relative Fluoreszenzintensität nach vollständiger Hydrolyse unterschiedlicher Mengen von DABCYL-Ser-Phe-eDANS. einschubdiagramm: Der Anstieg der Fluoreszenz ist im Bereich von 40 µM Substrat linear (entnommen aus [1])

konstruktion eines peptids mit gelöschter Fluoreszenz und Etablierung eines aktivitätstests zur Bestimmung von p1’-proteaseaktivität

FAchbereich chemie und biotechnologie

literatur1 • Weimer, s., Oertel, K. und Fuchsbauer, h.-L. (2006) A quenched fluorescent dipeptide for assaying dispase- and thermolysin-like proteases. Anal. Biochem. 352, 110 – 119. � • Zotzel, J., Keller, P. und Fuchsbauer, h.-L. (2003) trans- glutaminase from Streptomyces mobaraensis is activated by an endogenous metalloprotease, eur. J. Biochem. 270, 3214 – 3222. � • Zotzel, J., Pasternack, r., Pelzer, c., Mainusch, M. und Fuchsbauer, h.-L. (2003) Activated transglutaminase from Streptomyces mobaraensis is processed by a tripeptidyl aminopeptidase in the final step, eur. J. Biochem. 270, 4149 – 4155. � • schechter, i. und Berger, A. (1967) On the size of the active site in proteases. i. Papain, Biochem. Biophys. res. commun. 27, 157 – 162. 5 • Feder, J. und Garrett, L. r. (1971) A rapid method for removal of zinc from the metallo neutral proteases, Biochem. Biophys. res. commun. 43, 943 – 948. � • invitrogen, handbook - Guide to Fluorescent Probes and Labeling technologies (http://probes.invitrogen.com/ handbook/). 7 • Zou, J., Zhang, r., Zhu, F., Liu, J., Madison, V. und umland, s. P. (2005) ADAM33 enzyme properties and substrate specificity, Biochemistry 44, 4247 – 4256. � • ermolieff, J., Loy, J. A., Koelsch, G. und tang, J. (2000) Pro- teolytic activation of recombinant pro-memapsin 2 (pro- beta-secretase) studied with new fluorogenic substrates, Biochemistry 39, 12450 – 12456.

gefunden werden. Die Miniaturisierung des Aktivitätstests in ein Mikrotiterplattenformat für die Absenkung des Peptidver-brauchs und die kontinuierliche Messung von enzymaktivität steht noch aus.Der neue Aktivitätstest wird gegenwärtig in verschiedenen Projekten eingesetzt. Zum einen arbeiten wir an einem ver-besserten Verfahren zur reinigung von TAMeP. Wie bereits er-wähnt, kö­nnen wir mit DABCYL-Ser-Phe-eDANS die Protease in Kulturbrühen und Zellextrakten von Streptomyces mobaraensis spezifisch nachweisen [17]. Zum anderen haben wir das neue Protein DAIP entdeckt, das in einen Differenzierungsprozess von Streptomyceten eingreift, aber auch das Wachstum von Schimmelpilzen hemmt [18]. Interessanterweise induziert DAIP die Autolyse von Dispase und Thermolysin, wobei noch unklar ist, ob dies durch entzug des essentiellen Zinkatoms oder Auslö­sen einer Konformationsänderung erfolgt [17]. Wir vermuten außerdem, dass TAMeP wie Dispase und Thermoly-sin von DAIP in einen Suizid getrieben wird. Wie dem auch sei, das Dipeptid mit gelö­schter Fluoreszenz ist bei allen gegen-wärtigen untersuchungen ein wichtiges Hilfsmittel.

danksagungDie Autoren bedanken sich bei Frau Dipl.-Ing. (FH) ulrike Be-cher für wertvolle Hinweise und beim Zentrum für Forschung und entwicklung der Hochschule Darmstadt für finanzielle un-terstützung.

2) Km gibt Auskunft über die Affinität eines Substrats zum enzym und kcat reprä-sentiert den umsatz von Substratmolekülen je enzymmolekül und Zeiteinheit

Relative Fluoreszenz

Wellenlänge [nm]

0

50

100

150

200

400 450 500 550 600

5�

1 2 3 4 5 6 7 8

E ESS E Pk2 k2

k-1

Abbildung 6.2 • reaktionsgleichung für ein enzym, das einer Michaelis-Menten-Kinetik folgt.

Abbildung 6.1b • Fragmentbildung angezeigt durch Dünnschichtchromatographie: Spuren 1 – 3, reinsubstanzen der angezeigten Verbindungen; Spuren 4 – 8, reaktionsmischungen des Dipeptids mit Dispase, Thermolysin, Collagenase, Proteinase K und Papain (entnommen aus [1]).

Abbildung 6.1a • Hydrolyse von DABCYL-Ser-Phe-EDANS durch verschiedene Proteasen: Anstieg der Fluoreszenzintensität durch Einwirkung von Dispase ( ), Thermolysin ( ), Collagenase ( ), Proteinase K ( ) und anderen Endoproteinasen ( ).

tivitätstest mit DABCYL-Ser-Phe-eDANS entsprechend Kon-zentrationsverhältnisse von 0.02 bis 0.001 gewählt. Bei einem Peptid mit gelö­schter Fluoreszenz kommt jedoch noch hinzu, dass die Substratkonzentration nicht unbegrenzt gesteigert werden kann. Der Anstieg der Fluoreszenz während der enzy-matischen Fragmentierung nimmt ab einer bestimmten Kon-zentrationsschwelle nicht mehr linear zu, um schließlich ganz zum Stillstand zu kommen, weil der mittlere Abstand zwischen den Produkten in Lö­sung so klein wird, dass intermolekulare Fluoreszenzlö­schung eintritt. Bei DABCYL-Ser-Phe-eDANS war dieser Schwellenwert bei etwa 40 µM erreicht (Abbil-dung 6.3). Weiterhin lieferte die vollständige Hydrolyse dieser Substratmenge, gleiche Spaltbreite von 5 nm für excitation und emission vorausgesetzt, stets einen konstanten Fluores-zenzanstieg von etwa 150 relativen Fluoreszenzeinheiten rfu. Der Wert wurde herangezogen, um enzymeinheiten, maximale Hydrolysegeschwindigkeit Vmax und umsatzzahl kcat berechnen zu kö­nnen. Danach entspricht eine enzymeinheit, definiert als der umsatz von 1 nmol Dipeptid pro min, einem Fluores-zenzanstieg von 3.7 rfu.

7 • der Aktivitätstest mit dAbcyl-ser-Phe-edAns ist auch ein wichtiges hilfsmittel für die charakterisierung eines neuen Proteins von Streptomyces mobaraensis, das die Auto-lyse von dispase und thermolysin induziert. Der Aktivitätstest wurde mit Dispase weiter optimiert und zur Bestimmung der kinetischen Parameter von Dispase und Thermolysin herangezogen [1]. Wie Tabelle 7 zeigt, liegen für diese Proteasen die Km- und kcat-Werte �) des kleinen Dipeptids in einer Grö­ßenordnung, die durchaus bei längeren Peptiden

Peptids und die etablierung der Messmethode mit verwandten P1’-Proteasen durchgeführt, nämlich käuflicher Dispase und Thermolysin. Dass TAMeP aller Wahrscheinlichkeit nach in gleicher Weise das Dipeptid hydrolysiert, wurde mit extrakten von Streptomyces mobaraensis inzwischen gezeigt (unverö­ffent-lichtes ergebnis).

6 • dAbcyl-sF-edAns ist ein gutes substrat der P1’-Proteasen dispase und thermolysinDie Hydrolyse des Dipeptids mit gelö­schter Fluoreszenz wurde mit verschiedenen endoproteasen untersucht. Wie erwartet, hatten nur Dispase und Thermolysin die geeignete Spezifität, um das Dipeptid rasch umzusetzen (Abbildung 6.1a). Die Kataly-se von Collagenase und Proteinase K blieb gering, wobei beide Proteasen offensichtlich auch die Amidbindung zwischen Phe-nylalanin und eDANS unspezifisch ö­ffnen (Abbildung 6.1b). Viele enzyme wie die hier beschriebenen Proteasen gehorchen einer einfachen Michaelis-Menten-Kinetik. Danach erfolgt der umsatz des Substrats S nur nach Ausbildung des enzym-Substrat-Komplexes eS, der wiederum in einem vorgelager-ten Gleichgewicht aus dem freien enzym e und ungebundenem Substrat gebildet wird (Abbildung 6.2). eine Bedingung, die sich damit für die etablierung eines enzym- aktivitätstests ergibt, ist die, dass das enzym während des gesamten Messvorgangs substratgesättigt sein muss. Mathe-matisch exakt bedeutet dies, dass eine vollständige Sättigung nur erreicht wird, wenn die Substratkonzentration gegen un-endlich geht. In der Praxis wird jedoch eine Substratmenge als ausreichend betrachtet, die 2 – 3 Grö­ßenordnungen über der enzymmenge liegt. Für enzym und Substrat wurden im Ak-

Dabcyl-Ser-Phe-eDANS 1

eDANS

Phe-eDANS

Tabelle 7 • Kinetische Parameter von Dispase und Thermolysin für Dabcyl-Ser-Phe-eDANS im Vergleich mit anderen Proteasen und längeren Peptidsubstraten (aus [1]).

9 • Garcia-echeverria, c. und rich, D. h. (1992) new intramo- lecularly quenched fluorogenic peptide substrates for the study of the kinetic specificity of papain, FeBs Lett. 297, 100 – 102. 10 • Grahn, s., ullmann, D. und Jakubke, h. (1998) Design and synthesis of fluorogenic trypsin peptide substrates based on resonance energy transfer, Anal. Biochem. 265, 225 – 231. 11 • Matayoshi, e. D., Wang, G. t., Krafft, G. A. und erickson, J. (1990) novel fluorogenic substrates for assaying retroviral proteases by resonance energy transfer, science 247, 954 – 958. 1� • sierecka, J. K. (1998) Purification and partial characteri- zation of a neutral protease from a virulent strain of Bacillus cereus, int. J. Biochem. cell Biol. 30, 579 – 595. 1� • Kuo, c. J., chi, Y. h., hsu, J. t. und Liang, P. h. (2004) characterization of sArs main protease and inhibitor assay using a fluorogenic substrate, Biochem. Biophys. res. commun. 318, 862 – 867.

Dispase

Thermolysin

HIV-1 PR

ADAM33 Protease

K(…)YRVAF↓QKLAE(…)K

SARS Protease

SARS Protease

HTLV-1 Protease

ß-Secretase

Trypsin

CathepsinD

MMP-1

MMP-2

91 (± 9)

104 (± 18)

103

32

404

17

58

5,4

34

5,7

15,4 (± 1,0)

25,8 (± 3,6)

294‡

72

1,08

114‡

12‡

0,24

2400‡

2376‡

2,8 (± 0,01)

4,1 (± 0,1)

48‡

36

0,045‡

112

4

0,74‡

1,170

7,000

21

619

11

7

12

13

14

8

9

15

16

S↓F

S↓F

X†SQNY↓PIVQ

VNSTLQ↓SGLRK(…)M

KTSAVLQ↓SGFRKME

X†PQVL↓NphVMH

RE(…)EVNL↓DAEFK(…)R

GPAR↓LAIG

Ac-EE(…)KPILFF↓RLGK(…)E-NH2

X†PQG↓LE(…)AK-NH2

20mM HEPES pH7.0, 0.5M NaCl, 0.2mg/ml BSA

0,1M Tris pH7.5, 2mM CaCl2

0,1M Tris pH7.5, 2mM CaCl2

0,1M Acetat pH4.7, 1M NaCl, 1mM DTT, 1mM EDTA, 1mg/ml BSA, 10% DMSO,

20mM Phosphat pH7.5, 0.1M NaCl, 5mM DTT, 1mM EDTA

20mM Bis-Tris pH7.0

10mM Acetat pH5.3

0.1M Acetat pH4.5, 10% DMSO

50mM HEPES pH8.0, 10mM CaCl2, 0.1M NaCl

50mM glycine pH3.5, 2% DMSO

50mM Tris pH7.6, 0.15M NaCl, 5mM CaCl2, 1µM ZnCl2, 0.01% Brij35

PufferProtease Substrat (Dabcyl…EDANS)

Km(µM) kcat (min-1)v kcat/Km

(mM-1s-1)Lit.

†X, ?-Aminobuttersäure – ‡Umgerechnet aus publizierten Daten

5�

Querschnitt 21

1� • ha, J. J., Gaul, D. A., Mariani, V. L., Ding, Y. s., ikeda, r. A. und shuker, s. B. (2002) htLV-i protease cleavage of P19/24 substrates is not dependent on nacl concentra- tion, Bioorg. chem. 30, 138 – 144. 15 • Gulnik, s. V., suvorov, L. i., Majer, P., collins, J., Kane, B. P., Johnson, D. G. und erickson, J. W. (1997) Design of sensitive fluorogenic substrates for human cathepsin D, FeBs Lett. 413, 379 – 384. 1� • Beekman, B., van ei, B., Drijfhout, J. W., ronday, h. K. und teKoppele, J. M. (1997) highly increased levels of active stromelysin in rheumatoid synovial fluid determi- ned by a selective fluorogenic assay, FeBs Lett. 418, 305 – 309. 17 • studentische Projekte: Baumann, L., Bender, A. 1� • sarafeddinov, A., Mainusch, M. und Fuchsbauer, h.-L. (2006) Autolysis of Bacillus polymyxa dispase triggered by an extra-cellular protein from Streptomyces mobaraensis. Manuskript eingereicht.

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FS6 PR6078

QUERSCHNITT 21 FACHBEREICH CHEMIE UND BIOTECHNOLOGIEVerwendung fluoreszenzbasierter Sauerstoffsensoren zur Unterscheidung bakterizider und bakteriostatischer Substanzen

57

Abbildung 2 • Messung der relativen Fluoreszenz von pt-T975 (RFU) zur Ermittlung der Ansprechzeit und des maximalen Signalfaktors. Nach 50s in Gegenwart von Luftsauerstoff wurde mit Stickstoff begast. Nach 380s wurde wieder mit Luft begast. Die Ansprechzeit ist die Zeit, nach der das Fluoreszenzsignal nach Beginn der Stickstoff-Begasung 90 % des Maximalwertes erreicht hat. Maximaler Signalfaktor: RFUmax/RFUmin

Trifluoropropyl-trimethoxysilane gegeben und ein µl des Ge-misches in eine Kavität einer Mikro-Testplatte gegeben. Die Silikonmatrix polymerisiert über Nacht aus und der Sensor ist einsatzbereit und monatelang ohne messbare Veränderungen der Fluoreszenzeigenschaften lagerfähig. Abbildung 1 zeigt den schematischen Aufbau des Sensors und dessen Funktionsprinzip. Die Anregung des Sensors erfolgt durch den Boden des Wells, auch die emittierte Strahlung wird von unten detektiert. Somit ist das Signal unabhängig von der optischen Dichte des sich darüber befindlichen Mediums. Der Sensor ist in einem Bereich von 0% – 20% Sauerstoff am sen-sitivsten und ist daher besonders für Messungen von flüssigen Bakterien- und anderen Zell-Kulturen geeignet, da die maxi-mal gelöste Sauerstoffkonzentration in Wasser bei 21 % liegt. Zur Charakterisierung des Sensors wurden die Ansprechzeit und der maximale Signalfaktor bestimmt. Zu Beginn wurde das Signal bei Luftsauerstoff gemessen. Nachdem sich ein konstanter Wert eingestellt hatte, wurde mit Stickstoff begast. Dadurch wird der Sauerstoff über dem Sensor entfernt und das Fluoreszenzsignal wird nicht mehr gelöscht. Abbildung 2 zeigt die aus der Messung resultierende Kurve. Nach 39 Sekunden (T90-Ansprechzeit) ist das Signal auf 90 % des Anfangswertes gestiegen. Der maximale Signalfaktor er-gibt sich aus dem Verhältnis des maximalen Signalwerts zum Grundsignal und beträgt etwa 13. Da die folgenden Messungen alle mit Flüssigkulturen durchgeführt wurden, wurde auch die Ansprechzeit in Wasser bestimmt. Zuerst wurde das Signal

des in Wasser gelösten Sauerstoffs gemessen. Durch Injekti-on einer 250 mM Natriumsulfit-Lösung wurde der Sauerstoff in einer schnellen chemischen Reaktion reduziert: Na2SO3 + ½ O2 → Na2SO4. Die T90-Ansprechzeit ist aufgrund der verlang-samten Sauerstoff-Diffusion mit 56 Sekunden etwas größer, als in den Begasungsexperimenten. Da nicht nur Sauerstoff-moleküle, sondern auch Ionen das Fluoreszenzsignal mindern können, musste ermittelt werden, ob die Matrix genügend Schutz gegen diese bietet. Bei Überschichtung des Sensors mit einer 20 mM Kaliumjodidlösung, die die Fluoreszenz des Sensorfarbstoffes in freier Lösung effektiv löscht, konnte kein Unterschied des Sensorsignals im Vergleich zu einer Über-schichtung mit Wasser festgestellt werden. Die Sensormatrix ist folglich permeabel für Sauerstoff und nicht permeabel für ggf. in Lösung befindliche andere Ionen, die ebenfalls die Flu-oreszenz des Sensorfarbstoffes löschen könnten. Dadurch ist sicher gestellt, dass der Sauerstoffsensor spezifisch auf Sau-erstoff anspricht.

3 • Vorbereitung der ZellenAls Testorganismus wurde Escherichia coli ATCC 10798verwendet.Um ermitteln zu können, wie groß die Anzahl der Zellen pro Sensor-Kavität bei einer Messung ist, wurde die optische Dich-te der Kultur bei 600 nm mit der Zellzahl korreliert. Dazu wur-den die koloniebildenden Einheiten (cfu) der Kultur bestimmt. Von einer Agarplatte wurden Zellen in LB-Medium übertra-

1 • EinleitungDie Messung des Sauerstoffverbrauchs stellt eine wichtige Me-thode zur Untersuchung von Bakterienkulturen dar. Mit ihrer Hilfe lässt sich die Atmung der Mikroorganismen genau unter-suchen und es lassen sich so Rückschlüsse auf deren Vitalität und Wachstum feststellen. Der Einsatz von fluoreszenzba-sierten Sauerstoffsensoren stellt dabei eine Möglichkeit dar, die Wirkung von Toxinen oder Antibiotika auf die Atmung von Mikroorganismen kontinuierlich und unkompliziert zu unter-suchen und so Rückschlüsse auf deren Wirkweise zu ziehen. Sauerstoffmessungen werden traditionell mit der Clark-Elek-trode durchgeführt. Es handelt sich hierbei um eine elektro-chemische Methode, bei der molekularer Sauerstoff an einer Platinelektrode reduziert wird. Der dabei entstehende Strom ist der Sauerstoffkonzentration proportional. Die Messung ist jedoch langsam, mit hohem apparativem Aufbau verbunden und in kleinen Volumina nicht geeignet, weil Sauerstoff bei der Messung verbraucht und dadurch das Messergebnis ver-fälscht wird. Somit ist die Clark-Elektrode für oben genannte Anwendungen nicht geeignet.

In diesem Bericht wird die generelle Eignung eines fluores-zenzbasierten Sauerstoffsensors für parallele Messungen des Sauerstoffverbrauchs von Bakteriensuspensionen in kleinen Volumina gezeigt. Insbesondere lassen sich bakterizid und bakteriostatisch wirksame Antibiotika aufgrund ihrer Sauer-stoffverbrauchskinetik unterscheiden.

2 • Herstellung des Sensors und CharakterisierungDas Messprinzip des Sensors macht sich die Sauerstoffsen-sitivität des Fluoreszenzfarbstoffs Pt(II)meso-Tetra(pentaflu-orophenyl)-porphine (pt-T975) zu Nutze. Dabei handelt es sich um einen Farbstoff, dessen Fluoreszenz-Intensität in Anwe-senheit von Sauerstoffmolekülen verringert wird. Dies erklärt sich dadurch, dass die Sauerstoffmoleküle mit dem Sensor-farbstoff zusammenstoßen. Dabei wird die Energie des ange-regten Farbstoffes strahlungslos auf Sauerstoff übertragen, so dass weniger Energie in Form von emittiertem Licht abge-strahlt werden kann. Zur Herstellung des Sensors wird der Fluoreszenzfarbstoff pt-T975 in eine Matrix aus Trimethoxypropylsilane und 3,3,3-

56

VERWENDUNG FLUORESZENZ-BASIERTER SAUERSTOFFSENSOREN ZUR UNTERSCHEIDUNG BAKTERIZIDER UND BAKTERIO-STATISCHER SUBSTANZEN

Autoren • Prof. Dr. Franz-Josef Meyer-AlmesAnnika Schäfer

Abbildung 1 • Prinzipieller Aufbau eines O2-Sensors. Der Sensor ist in der Matrix am Boden einer Mikrotiterplatte immobilisiert. Die Anregung und Detektion des emittierten Lichts erfolgt von unten durch den Boden einer durchsichtigen Mikrotiterplatte. Die Fluoreszenz nimmt mit abnehmender O2-Konzentration zu.

Querschnitt 21

59

RFU

Zeit (s)

60000

50000

40000

30000

20000

10000

0 2000 4000 6000 100008000 12000

Zelle sind nicht mehr mö­glich. Penicillin hat zunächst eine bak-teriostatische Wirkung. Durch die Destabilisierung der Zell-wand kann es aber vor allem bei längeren einwirkzeiten zur Destabilisierung der Zellwand und damit zur Lyse und zum Zelltod kommen. Penicillin kann nach einiger Zeit bakterio-lytisch und damit bakterizid wirken [1]. Penicillin wurde in Konzentrationen von 0,5 mM bis 100 nM eingesetzt. Bei Dime-thylsulfoxid handelt es sich um ein polares, aprotisches Lö­-sungsmittel [6]. Seine sowohl hydrophilen als auch lipophilen eigenschaften begünstigen dessen Penetration durch die Cy-toplasmamembran, weswegen es häufig als Penetrationsbe-schleuniger in Arzneimitteln verwendet wird [7]. DMSO wurde in Konzentrationen von 0,01 bis 2 % (v/v) verwendet. Die Mes-sungen wurden mit dem Fluoreszensreader POLArstar Optima von BMG durchgeführt. Die Anregung erfolgte bei einer Wel-lenlänge von 540 nm. Die emittierte energie wurde bei 630 nm gemessen. Die optische Dichte der Kulturen wurde für jede Messung auf 0,1 eingestellt, um die ergebnisse untereinander vergleichen zu kö­nnen. Das entspricht einer Zellzahl von 1.9 x 107 Zellen/ml. Pro Sensor-Kavität wurden 250 µl Kulturflüssig-keit eingesetzt. Der Sauerstoffverbrauch wurde über einen Zeitraum von 3 – 4 Stunden verfolgt. Abbildung 5 zeigt die maximalen Fluoreszenzsignale einer Escherichia coli Kultur nach einwirkung von Clindamycin. es zeigt sich, dass die Werte sehr nah am Kontrollwert liegen. eine Behandlung mit DMSO führt im Gegensatz dazu zu einem stark abfallenden Maximalwert bei hö­herer Konzentration. Auch eine Zugabe von Penicillin in das Kulturmedium führt in einer sehr hohen Konzentration zu sinkenden Werten, nied-

FAchbereich chemie und biotechnologieVerwendung fluoreszenzbasierter sauerstoffsensoren zur unterscheidung bakterizider und bakteriostatischer substanzen

Abbildung 4a • Messung des Sauerstoffverbrauchs von Escherichia coli unter Einfluss von Clindamycin in folgender Konzentration:0,4375 mM ( ) 0,875 mM ( ) 1,09 mM ( ) 2,18 mM ( ) 3,5 mM ( ) und Kontrolle ( ) mmol/l. Die Zellkonzentration betrug 0,48 x 107 Zellen pro Aktivität. Angabe in relativen Fluoreszenzeinheiten (RFU) in Abhängigkeit von der Zeit.

rigere Konzentrationen zeigen jedoch auch einen Maximalwert im Bereich der Kontrolle. Betrachtet man den zeitlichen Ver-lauf der Kurven (Abbildung 6), zeigt sich, dass eine Zugabe von Clindamycin bei steigender Konzentration zu einer Verzö­ge-rung des Sauerstoffverbrauchs führt. Die Zugabe von DMSO führt kaum zu einer Verzö­gerung des Sauerstoffverbrauchs, erkennbar daran, dass der halbmaximale Wert in einem engen zeitlichen Fenster auftritt. Alle Kurven sind im Vergleich zur Kontrolle verzö­gert, was darauf hinweist, dass Sauerstoff nur noch langsam verbraucht wird. Bei Penicillin liegen die Zeit-punkte des Halbmaximalwertes nah beieinander. Die ergeb-nisse zeigen, dass sich Bakterizide und Bakteriostatika sowohl durch Vergleich des zeitlichen Verlaufs, als auch der maxima-len Signalwerte unterscheiden lassen. Bakteriostatika, wie Clindamycin zeigen keinen einfluss auf das Kurvenmaximum, jedoch starken einfluss auf die Schnelligkeit des Sauerstoff-verbrauchs durch die Escherichia coli Kultur. Hier zeigt sich, dass die Kultur durch steigende Antibiotikakonzentrationen in ihrem Wachstum gehemmt wird. Der Sauerstoffverbrauch muss demnach langsamer sein, als der der proliferierenden Kontrollkultur. Da die Zellzahl nur stagniert, wird aber nach einiger Zeit trotzdem aller zur Verfügung stehende Sauerstoff verbraucht. Dimethylsulfoxid hingegen zeigt als Bakterizid vor allem Wirkung auf das maximale Fluoreszenzsignal und damit auf die Menge des verbrauchten Sauerstoffs. Da die Zellzahl durch die toxische Wirkung von DMSO abnimmt, stoppt der Sauerstoffverbrauch nach einer bestimmten Zeit, die abhän-gig von der zugegebenen Konzentration ist. Das abnehmende Fluoreszenz-Signal in Abbildung 4 bei längeren Messzeiten,

5�

gen und über Nacht bei 30°C unter Schütteln inkubiert. Am nächsten Tag wurde die optische Dichte der Kultur bei 600 nm bestimmt. Wenn Bakterien in einer Flüssigkultur anwachsen, trübt sich diese. Diese Trübung lässt sich quantitativ bei 600 nm nachweisen. Die Lö­sung wurde seriell in Zehnerschritten bis zu einer Verdünnung von 1:108 verdünnt und je Verdünnung auf einer Agarplatte ausplattiert. Diese Platten kamen bei 30°C über Nacht in einen Brutschrank.Am nächsten Morgen waren die Zellen zu sichtbaren Kolo-nien angewachsen. eine Kolonie steht dabei für eine Zelle in der Kultur. Auf den Platten mit einzeln vorliegenden Kolonien wurden die Kolonien gezählt. Die erhaltenen Werte wurden mit der Verdünnungsstufe multipliziert, um die Zellzahl pro ml zu bestimmen. Daraufhin wurde der Mittelwert der ergebnisse gebildet. eine Bakterienkultur mit 1.9 x 108 Bakt./ml wies in einer Küvette mit 1 cm Schichtdicke eine optische Dichte von 1.0 auf. Anschließend wurde ermittelt, welche Zellzahl für die Messungen eingesetzt werden sollte. Wichtig ist dabei, dass das ergebnis in einer angemessenen Zeit erhalten wird. Die Kultur sollte auch nicht zu dicht sein, denn zum einen wür-de der Sauerstoff im Medium dann sehr schnell verbraucht werden, so dass manche effekte durch die zu untersuchenden Substanzen sich nicht richtig bemerkbar machen kö­nnten und zum anderen kö­nnte es sein, dass sich die Bakterien am Bo-den absetzen und so dass Signal des Sensors verschlechtern. um den Sauerstoffverbrauch von Escherichia coli zu bestim-men, wurde eine Übernachtkultur, wie bereits oben beschrie-ben, angelegt. Diese wurde in verschiedenen Verdünnungen auf den Sensor gegeben und mit Paraffin überschichtet, um

zu verhindern, dass Luftsauerstoff in das Medium diffundiert. Der Sauerstoffverbrauch konnte durch das ansteigende Signal verfolgt werden. Abbildung 3 zeigt, dass sehr hohe Zelldichten zu einer Vermin-derung des Signals führen. Des Weiteren ist das Signal hier schon zu Beginn der Messung sehr hoch.erst eine Zelldichte von 0,06 lieferte eine geeignete Sauerstoff-Verbrauchskurve. Daher wurden für alle folgenden Substanz-testungen Bakteriensuspensionen mit einer optischen Dichte von 0,1 eingesetzt.

4 • untersuchung der reaktion von escherichia coli auf Antibiotika und dmsoAls Bakterizide werden Substanzen bezeichnet, welche Bakte-rien abtö­ten, Bakteriostatika hingegen sind Substanzen, die Bakterien lediglich in ihrem Wachstum hemmen [1]. Für die untersuchungen wurde Dimethylsulfoxid (DMSO), Clindamycin und Penicillin V verwendet. Clindamycin gehö­rt zu Gruppe der Lincosamide und ist ein synthetisches Derivat von Lyncomycin. Diese Antibiotikagruppe bindet an die 50 S untereinheit der ri-bosomen. Dadurch wird die Petidyltransferase inhibiert und so die elongation der Polypeptidkette unterbrochen [2]. Antibioti-ka der Klasse der Lincosamide wirken bakteriostatisch [3]. Clindamycin wurde in Konzentrationen von 3,5 mM bis 0,4375 mM eingesetzt. Penicillin ist ein klassisches ß-Lactam Antibi-otikum. Diese Antibiotikaklasse greift in die Zellwandsynthese der Mikroorganismen ein. Penicillin bindet kovalent an Trans-peptidase, welche die Quervernetzungen der Peptidoglykan katalysiert [4,5]. eine Vernetzung und damit ein Wachstum der

RFU

Zeit (s)

12000

10000

8000

6000

4000

2000

0 5000 10000 15000

Abbildung 3 • Ermittlung der optimalen Zelldichte. Messung des Sauerstoffverbrauchs von Escherichia coli. Die relative Fluoreszenz (RFU) ist gegen die Zeit aufgetragen.Optische Dichte: 4,893 ( ) 0,489 ( ) 0,245 ( ) 0,061 ( ) 0,03 ( ) 0,015 ( ) 0,008 ( ) 0,004 ( ) 0,002 ( ) und Kontrolle ( ).

Querschnitt 21

Abbildung 5b • Penicillin

Abbildung 5c • DMSO

Abbildungen 5: Maximales Fluoreszenzsignal | Messung des Sauerstoffver-brauchs von Escherichia Coli unter einfluss von (a) Clindamycin, (b) Penicillin und (c) DMSO. Die Zellkonzentration betrug 0,48 x 107 Zellen pro Kavität. rFu gibt die maximale Fluoreszenzintensität der Sauerstoff-Verbrauchskurven in relativen einheiten an.

RFU

c(Penicillin) [mM]

0

20000

40000

60000

80000

0,0001 0,001 0,01 0,1 1

�1

RFU

c(DMSO) [% (v/v)]

0

20000

40000

60000

80000

0,001 0,01 0,1 1 10

FAchbereich chemie und biotechnologieVerwendung fluoreszenzbasierter sauerstoffsensoren zur unterscheidung bakterizider und bakteriostatischer substanzen

Abbildung 5a • Clindamycin

RFU

c(Clindamycin) [mM]

0

20000

40000

60000

80000

0,1 1 10

das Filterpapier erkennen, in denen kein Wachstum stattfand. Deren Durchmesser ist proportional zur aufgegebenen Antibi-otikamenge. Beide Methoden zur Bestimmung der antimikro-biellen Aktivität erfordern lange Inkubationszeiten, meist über Nacht. Außerdem kö­nnen durch den erforderlichen Aufwand nur wenige Proben auf einmal gemessen werden.Die hier vorgestellten fluoreszenzbasierten Sensoren sind im Gegensatz zu Clark-elektroden auch in kleinen Volumina einsetzbar und so insbesondere zur Messung des Sauerstoff-Verbrauchs von Bakterien geeignet. Sie kö­nnen nicht-invasiv eingesetzt werden, somit ist die Messung unabhängig von der Zusammensetzung des Mediums. Im Gegensatz zu etablierten Methoden zur Bestimmung der Wirksamkeit von Antibiotika, ermö­glichen die fluoreszenzbasierten Sensoren in Mikrotest-platten die Bestimmung von Dosiswirkungskurven von Wirk-stoffen in erheblich kürzerer Zeit. Außerdem kann ein sehr hoher Probendurchsatz erreicht werden, weil bis zu 96 Proben parallel bestimmt werden kö­nnen. Mö­glicherweise lässt sich der Sensor auch auf 384-Mikrotestplatten etablieren, was in Kombination mit automatischen Pipettierstationen den Durch-satz weiter erhö­hen würde.

6 • Fazit und AusblickIn diesem Bericht wird die Herstellung, Qualitätskontrolle und Verwendung eines fluoreszenzbasierten Sensors zur unter-suchung des Sauerstoff-Verbrauchs von Bakterienkulturen beschrieben. Der steigende einsatz von Tests mit pro- oder eu-karyontischen Zellen, fordert immer effizientere und kosten-günstigere Assays, mit denen Bakterienkulturen untersucht werden kö­nnen. Die Verwendung fluoreszenzbasierter Senso-ren kann diese Anforderungen erfüllen. So ist die Herstellung der Sensoren einfach und kostengünstig. Ferner konnten die Wirkungen von Antibiotika nachgewiesen werden. es konnte darüber hinaus gezeigt werden, dass sich bakteriostatisch und bakterizid wirksame Antibiotika durch 3 – 4-stündige Sauer-stoffverbrauchs-Kinetiken unterscheiden lassen. Damit kö­nn-ten nicht nur individuelle Antibiogramme von Patienten noch schneller als mit herkö­mmlichen Methoden erstellt werden, sondern auch neue Antibiotika hinsichtlich ihres Wirkmecha-nismus charakterisiert werden. Aber auch viele andere Sub- stanzen kö­nnen auf ihre Toxizität hin untersucht werden. Vor-stellbar ist auch, Atmungsgifte in ihren effekten durch den Sensor voneinander zu unterscheiden. Die einfache Herstel-lung und Benutzung machen den Sensor für viele Bereiche, in denen Sauerstoff gemessen wird, attraktiv. eine Anwendung kö­nnte das Monitoring des Sauerstoffgehalts einer Fermenta-tionslö­sung in einem Bioreaktor darstellen. Hierbei ist gerade von Bedeutung, dass der Sensor nicht inva-siv eingesetzt werden muss, wie die Clark-elektrode. Dieser Vorteil macht den Sensor auch für die Anwendung in Kläran-lagen interessant. Auch in Biogasanlagen wäre ein einsatz des Sensors mö­glich. Hier ist es notwendig, den restsauerstoff im Gasgemisch unter 2 – 3 % zu halten, da zum einen der Brenn-wert des Gases sonst zu niedrig ist. Zum anderen reagiert der bei der reaktion anfallende Schwefelwasserstoff mit Sauer-stoff zu Schwefelsäure. Der Sensor bietet den Vorteil, dass er gerade bei niedrigen Sauerstoffkonzentrationen sensitiv ist, außerdem kann er im Gegensatz zur Clark-elektrode nicht durch Schwefelwasserstoff vergiftet werden.Der Sensor kann weiterhin nicht nur für Toxizitätstest mit Mi-kroorganismen eingesetzt werden, sondern auch für Tests mit

die im zu messenden Medium enthaltenen Stoffe, wie z. B. H2S, vergiftet werden. um repräsentative Messwerte zu erhalten, ist es zudem notwendig, die elektrode in definierter Weise anzu-strö­men. Außerdem kö­nnen im Medium enthaltene Feststoffe die elektrode verstopfen und so die Messung verfälschen. ein Problem das beispielsweise in Kläranlagen auftritt.Der fluoreszenzbasierte Sauerstoffsensor bietet aber nicht nur im Vergleich mit klassischen Methoden der Sauerstoffmes-sung, sondern gerade auch im Hinblick auf die Messung der antimikrobiellen Aktivität Vorteile. Zur Messung der antimikro-biellen Aktivität von Wirkstoffen, wie z. B. Antibiotika, wird üb-licherweise die so genannte minimale Hemmkonzentration mit der „tube dilution technique“ bestimmt [1]. Dazu wird Medium mit unterschiedlichen Antibiotikakonzentrationen in eine rei-he von reagenzgläsern gegeben und mit einer Bakterienkultur angeimpft. Die Kulturen werden über Nacht inkubiert und die reagenzgläser in denen kein Wachstum auftritt erfasst und so die Minimale Hemmkonzentration (MHK) bestimmt.eine alternative Methode zur Bestimmung antimikrobieller Ak-tivität ist die so genannte „agar diffusion method“ [1]. Dazu wird ein Agar-Nährboden gleichmäßig mit der Testkultur inokuliert. Auf Filterpapierscheiben werden definierte Mengen des Anti-biotikums aufgegeben und die Papiere werden auf die Agar- oberfläche gelegt. Die Agarplatten werden inkubiert. Wäh-renddessen diffundiert das Antibiotikum in den Agar. Je weiter es diffundiert, desto geringer ist seine Konzentration an dieser Stelle. Dabei wird an einer Stelle die MHK erreicht. Oberhalb dieser Konzentration wird das Wachstum der Mikroorganismen gehemmt. Nach der MHK wachsen die Mikroorganismen wei-terhin. Nach der Inkubationszeit kann man so Hemmhö­fe um

RFU

Zeit (s)

60000

50000

40000

30000

20000

10000

0 2000 4000 6000 100008000 12000

�0

erklärt sich durch langsam durch die Paraffinschicht nach-diffundieren den Luftsauerstoff. Des Weiteren zeigt sich eine starke Verzö­gerung im Sauerstoffverbrauch aller mit DMSO behandelten Kulturen im Gegensatz zur Kontrolle. Die Stärke der Verzö­gerung ist aber nicht abhängig von der Konzentra-tion. Penicillin zeigt in niedrigen Konzentrationen unter 100 µM Merkmale eines Bakteriostatikums. Die Fluoreszenz zeigt ähnlich hohe Werte wie die Kontrolle und der Sauerstoffver-brauch erfolgt leicht verzö­gert. Ab einer Konzentration von 0,5 mM fällt jedoch der maximale Signalwert ab. Hier machen sich die Destabilisierung der Zellmembran und die dadurch erfolgte Zelllyse bemerkbar.

5 • Vergleich mit anderen methodenTraditionell werden Sauerstoffmessungen mittels der Clark-elektrode durchgeführt. Diese verbraucht Sauerstoff nach fol-gender elektrochemischer reaktion:

pt-kathode o� + �e- + �h+ �h�oag-anode �ag + �cl- �agcl + �e-

Bei dieser reaktion kann ein Strom gemessen werden, der der Sauerstoffkonzentration proportional ist. Clark-elektroden ha-ben einige systembedingte Nachteile: Da diese reaktion Sauerstoff verbraucht, würde das Mess-ergebnis in den hier benö­tigten kleinen Volumina verfälscht werden. Durch den hohen apparativen Aufwand sind nur se-quentielle Messungen mö­glich, was die Methode für Hoch-durchsatz-Substanztestungen ungeeignet macht. Da es sich um eine invasive Messung handelt, kann die elektrode durch

Abbildung 4b • Messung des Sauerstoffverbrauchs von Escherichia coli unter Einfluss von DMSO in folgender Konzentration:0,01 ( ) 0,05 ( ) 0,1 ( ) 0,5 ( ) 1 ( ) und 1,5 ( ) % (v/v). Die Zellkonzentration betrug 0,48 x 107 Zellen pro Kavität. Angabe in relativen Fluoreszenzeinheiten (RFU).

Querschnitt 21

��

Zeit (s)

c(Clindamycin) [mM]

7000

80000

9000

10000

0,1 1 10

eukaryontischen Zellen. Auch hier sind Toxizitätstests oft mit langen Inkubationszeiten verbunden, die dadurch stark ver-kürzt werden kö­nnten. Vorstellbar wäre der einsatz bei Che-mosensivitätstests. Ähnliche Tests werden in wenigen Fällen heute schon vor einer Chemotherapie durchgeführt, um die Chemosensitivität von Tumorzellen auf Zytostatika zu untersu-chen. Dadurch kö­nnen resistenzen auf diese frühzeitig erkannt und maßgeschneiderte Therapiepläne entwickelt werden. Aber auch in anderen Bereichen, in denen Sauerstoffmessungen von Bedeutung sind, kö­nnte der fluoreszenzbasierte Sensor einsatz finden. So ist es zum Beispiel in Kühlhäusern notwen-dig, den Sauerstoffgehalt der Luft zwischen 5 und 10 Prozent einzustellen, um eine längere Haltbarkeit der gelagerten Wa-ren zu gewährleisten. Dieser Sauerstoffgehalt kö­nnte mit Hilfe eines fluoreszenzbasierten Sensors und einem Handlesegerät einfach und schnell überprüft werden. In der Lebensmittelü-berwachung wäre es denkbar, den Sensor auf der Innenseite von Verpackungen leicht verderblicher Waren, wie Wurst und Fleisch, anzubringen. Mit Hilfe eines Handlesegeräts kö­nnte somit regelmäßig der Sauerstoffgehalt in der Verpackung er-mittelt werden. Die hier gezeigten Beispiele machen deutlich, wie vielfältig der Sensor eingesetzt werden kö­nnte. Dabei ist die Anwendung keinesfalls auf den biologischen Bereich be-schränkt.Insgesamt gesehen vereinen die hier vorgestellten fluores-zenzbasierten Sauerstoffsensoren eine reihe von Vorteilen, die sie für hochparallele Sauerstoff-Messungen in kleinen Volumina besonders geeignet erscheinen lassen. Antimikro-bielle Aktivitäten kö­nnen denkbar einfach mittels Sauerstoff-Verbrauchskinetiken bestimmt werden und liefern schon nach 3 – 4 Stunden ergebnisse. es konnte gezeigt werden, dass sich die Wirkung von Antibiotika sogar mechanistisch (bakterizid oder bakteriostatisch) unterscheiden lässt. Fluoreszenzbasier-te Sensoren sind daher bestens geeignet, um Toxizitäts-Tes-tungen an lebenden Zellen in hohem Durchsatz durchzuführen. Darüber hinaus erö­ffnen sich eine Vielzahl anderer Anwen-dungsgebiete in medizinischen, biotechnologischen und Le-bensmittel-Bereichen.

literatur 1 • thomas D. Brock, Michael t. Madigan: Biology of Micro-organisms; sixth edition, 1991, Prentice hall, new Jersey, s. 338 f.� • http://www.vetmed.uni-muenchen.de/micro/cW%20 skript%20AB%202004.pdf � • Oberdisse, hackenthal, Kutschinski: Pharmakologie und toxikologie, 2. überarbeitete und aktualisierte Auflage, 1999, springer Verlag, Berlin, s. 637 � • Davis Gottlieb, Paul D. shaw: Antibiotics i- Mechanism of action, 1967, springer Verlag, Berlin 5 • http://www-oc.chemie.uni-regensburg.de/reiser/chemie Alltag/Penicillin.pdf#search=%22Penicillin%22 � • h. hart, L.e. craine, D.J. hart: Organische chemie, zweite Auflage, 2002, Wiley Vch Verlag, Weinheim 7 • http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=retrie ve&db=mesh&list_uids=68004121&dopt=Full

��

Abbildung 6a • Clindamycin

Zeit (s)

c(Penicillin) [mM]

2000

30000

4000

50000

0,0001 0,001 0,10,01 1

Abbildung 6b •Penicillin

Zeit (s)

c(DMSO) [% (v/v)]

1000

1200

1400

1600

1800

2000

0,001 0,01 10,1 10

Abbildung 6c • DMSO

Abbildungen 6: Zeitpunkt des halbmaximalen Signals | Messung des Sauerstoff-verbrauchs von Escherichia Coli unter einfluss von (a) Clindamycin, (b) Penicillin und (c) DMSO. Die Zellkonzentration betrug 0,48 x 107 Zellen pro Kavität. Der Zeit- punkt des halbmaximalen Fluoreszenzsignals in der jeweiligen Sauerstoff- Verbrauchsmesskurve ist gegen die Konzentration der Substanzen aufgetragen.

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FAchbereich inFormAtiksicheres und effizientes Dokumentenmanagement am Beispiel einer deutsch-französischen hochschulkooperation

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<xs:complexType name=“courseType“> <xs:annotation> <xs:documentation>Description of a course unit with curriculum, time schedule, teaching activities and exam.</xs:documentation> </xs:annotation> <xs:sequence> <xs:element name=“courseID“ type=“xs:token“ minOccurs=“0“> <xs:annotation> <xs:documentation>Shorthand identification of the course unit</xs:documentation> </xs:annotation> </xs:element> <xs:element name=“courseName“ type=“textType“> <xs:annotation> <xs:documentation>Full name of the course unit</xs:documentation> </xs:annotation> </xs:element> … …</xs:complexType>

Abbildung 1 • Ausschnitt aus dem CDM-eCTS-Schema [CDM05]

• Durch die erhö­hung des Automatisierungsgrades von Pro-zessketten lässt sich ein immer hö­her werdender, personeller und zeitlicher Aufwand reduzieren,• die Gefahr von Fehlern durch manuelle Mehrfacherfassung der relevanten Daten auf verschiedenen physischen Speicher-medien kann durch den Austausch der Daten in standardisier-ten XML-Formaten minimiert werden, der das automatisierte ein- und Auslesen der Daten auch auf proprietären Verwal-tungssystemen der beteiligten Hochschulpartner erleichtert,• ebenso kö­nnen Medienbrüche durch den einsatz von XML dadurch vermieden werden, dass Transformationen von XML in verschiedene Ausgabeformate (rTF, PDF etc.) unterstützt werden, wodurch auch eine nahtlose Kommunikation und Ver-arbeitung ermö­glicht wird (vgl. Kapitel 2).Alle genannten Optimierungspotentiale erfordern jedoch ein Konzept zur Wahrung der Authentizität des Senders sowie zur Sicherstellung der unverfälschtheit der Daten und Dokumen-te. Das (mehrfache) Signieren und Validieren der elektronisch generierten und verschickten Daten und Dokumente muss al-so für alle beteiligten Kooperationspartner auf einfache Weise mö­glich sein. um die Anforderungen an die hierfür notwendige Infrastruktur und die Auswirkung auf bestehende Prozesse besser einschätzen zu kö­nnen, wurde in unserem Projekt als prototypisches System ein Signaturserver entworfen und im-plementiert, der die benö­tigten Funktionalitäten bereitstellt: das (Mehrfach-) Signieren von Dokumenten, das Validieren vorhandener (Mehrfach-) Signaturen sowie die umwandlung in unterschiedliche Dokumentenformate (vgl. Kapitel 3). Ziel unseres Projektes ist, neben der Bereitstellung der not-

wendigen technologischen Basis, die erprobung eines Vorge-hensmodells zur schrittweisen Integration dieser neuen Kon-zepte und Technologien in bestehende Infrastrukturen.

2 • xml-basierter dokumentenaustauschWerden Informationen elektronisch zwischen verschiedenen Institutionen ausgetauscht, ist eine der wichtigsten Anforde-rungen, dass die enthaltenen Informationen von allen beteilig-ten Partnern vollständig und automatisiert gelesen bzw. wei-terverarbeitet werden kö­nnen. Der klassische elektronische Datenaustausch basiert entwe-der auf Binär- oder auf ASCII-Daten. Bei der Verwendung von Binärdaten gibt es eine reihe von Nachteilen: Zum einen müs-sen alle beteiligten Partner mit der gleichen Systemumgebung (Programmiersprache, Betriebssystem) arbeiten. Zum ande-ren muss das Format absolut fix sein – sobald auch nur eine Information sich verändert (z. B. ein neues Datenfeld hinzu-kommt), müssen alle beteiligten Partner ihre Programme an-passen. Diese einschränkungen sind letztlich nur innerhalb einer homogenen umgebung (z. B. eines unternehmens) rea-lisierbar – in einem lose (bis gar nicht) gekoppelten Verbund unabhängiger Institutionen verschiedener Länder hingegen ist dies vö­llig unrealistisch. Der Ansatz ASCII-Daten zu verwenden, versucht zumindest die Programmiersprachen- und Betriebssystemunabhängigkeit herzustellen. Allerdings gibt es auch hier Probleme – z. B. die Verwendung von sprachspezifischen Sonderzeichen wie um-lauten, Akzenten etc. Darüber hinaus bleibt das Problem der mangelnden Flexibilität bezüglich Änderungen der auszutau-

AbstractDer Austausch studentenbezogener Dokumente zwischen Hochschulen ist aktuell personalintensiv und langwierig. um effizienz zu gewinnen, müssen existierende Geschäftsprozes-se in Hinsicht auf das Dokumentenmanagement grundlegend revidiert werden. Für einen Studiengang mit internationalen Kooperationspartnern wurde ein geeignetes Konzept entwor-fen und prototypisch implementiert. Dieses ist ebenso an-wendbar für den Daten- und Dokumentenaustausch im natio-nalen Hochschulbereich, z. B. bei der unterstützung des durch den Bolognaprozess begünstigten Wechsels der Hochschule während des Studiums. Für den Austausch der Informationen zwischen den Hochschulen werden im vorliegenden Ansatz XML-Dokumente verwendet, deren Struktur basierend auf in-ternationalen Standards entworfen wurde. Zur Wahrung der Integrität der elektronischen Dokumente werden elektronische (Mehrfach-)Signaturen eingesetzt. Hierfür wurde ein Signatur-server prototypisch implementiert.

1 • motivation Internationale Hochschulkooperationen ermö­glichen den Stu-dierenden neben der fachlichen Qualifikation eine erweiterung ihrer Fremdsprachenkompetenzen und vertiefte einblicke in kulturelle unterschiede, die im zunehmenden Wettbewerb um attraktive Arbeitsplätze als Zusatzqualifikation eine immer grö­ßere rolle spielen werden. Am Fachbereich Informatik der Hochschule Darmstadt gibt es bereits eine Vielfalt von interna-tionalen Hochschulkooperationen, unter anderem eine deutsch- franzö­sische Kooperation mit der Hochschule Conservatoire

National des Arts et Métiers (CNAM) mit Hauptsitz in Paris, die ausschließlich berufsbegleitend Bachelor-, Master- und Dip- lom-Studiengänge in den unterschiedlichsten Fachrichtungen anbietet. Seit 1997 werden im rahmen dieser Kooperation am Fachbereich Informatik Studierende ausgebildet, die einen ba-cheloräquivalenten Abschluss oder einen Diplom-Abschluss im Gebiet der Informatik erwerben kö­nnen. Die mehr und mehr ausufernde Gesetzes- und Verordnungs-vielfalt multipliziert sich bei internationalen Kooperationen im Vergleich mit nationalen Hochschulkooperationen und den Aufgaben der internen Hochschulverwaltung. Praktisch alle neuen Anforderungen des Gesetzgebers fordern in hohem Maß nicht nur die Kapazitäten der Verwaltung, sondern auch der fachlich verantwortlichen Hochschullehrer und binden de-ren ressourcen in einem die Ausbildung gefährdenden um-fang. Der einsatz aktueller Technologien des IT-gesteuerten Prozessmanagements für die zugrunde liegenden Geschäfts-prozesse dient dazu, die bereits bestehenden (teil-) automati-sierten Prozesse weiter zu optimieren und somit eine hö­here effizienz zu erzielen.Internationale Hochschulkooperationen erfordern den Aus-tausch von gemeinsam verwalteten, strukturierten Daten wie Stammdaten der Studierenden, Notenlisten, etc., aber auch von (signierten) Dokumenten wie Modulbeschreibungen, Zeug-nissen etc. Die hierfür erforderlichen Abläufe enthalten heute zu einem großen Anteil noch Teilprozesse, die einen Transfer unterschriebener Papierdokumente beinhalten. Bei einer Ana-lyse dieser Prozesse kann eine Vielzahl von Schwachstellen und Optimierungspotential aufgewiesen werden:

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sicheres und eFFizientes dokumentenmAnAgement Am beisPiel einer deutsch- FrAnzösischen hochschul-kooPerAtionautoren • Fabio MondelliInge Schestag uta Stö­rlPeter Wollenweber

Querschnitt 21

QUERSCHNITT 21

67

2.2 XML-Standards für den Austausch von Informationen zwischen HochschulenNach der Einführung in die Grundlagen von XML-Schemata soll in diesem Kapitel diskutiert werden, wie ein möglicher Stan-dard zum Austausch von Informationen zwischen unterschied-lichen Hochschulen aussieht. Natürlich ist es keinesfalls sinn-voll, ein eigenes, proprietäres Schema zu definieren – vielmehr muss perspektivisch ein internationaler Standard etabliert werden, um einen effizienten Austausch zwischen den euro-päischen Hochschulen zu ermöglichen. Im Folgenden werden deshalb zunächst die Anforderungen an einen solchen Stan-dard aufgeführt. Anschließend wird ein existierender und schon teilweise etablierter Standard vorgestellt und abschlie-ßend werden die notwendigen Anpassungen für das vorlie-gende Szenario diskutiert.

2.2.1 AnforderungenEin solcher Standard muss alle Typen von Studiengängen und Hochschulen abdecken. Um dies international sicherzustellen, ist es also nicht sinnvoll, spezifische Gegebenheiten einer Hochschule abzubilden (z. B. zu einer Vorlesung gibt es entwe-der ein Praktikum oder eine Übung aber nicht beides), vielmehr müssen sehr generische Modelle gewählt werden (z. B. es gibt Veranstaltungen unterschiedlichen Typs – Vorlesungen, Übun-gen, Praktika etc. – mehrere Veranstaltungen können zu einer gemeinsamen Veranstaltung zusammengefasst werden etc.). Allgemeiner ausgedrückt: Ein Standard darf nicht durch hoch-schulspezifische Integritätsbedingungen eingeschränkt wer-den, sondern muss so allgemein gefasst sein, dass man in ihm solche Hochschulspezifika abbilden kann.Die Bezeichnung der XML-Elemente sollte in einer Sprache ge-wählt werden, die in möglichst allen (europäischen) Hochschu-len verstanden wird – entsprechend allgemeiner Gepflogen-heiten bietet sich hier Englisch an. Die Sprache der Inhalte (Veranstaltungsnamen und Veranstaltungsinhalte beispiels-weise) muss hingegen nicht nur freiwählbar sein, sondern es

Abbildung 3 • Transformationsarchitektur von XML in unterschiedliche Ausgabeformate

sollte Mehrsprachigkeit unterstützt werden. So ist es bei-spielsweise sinnvoll, einem Studenten der an einer deutschen Hochschule einen Bachelor- oder Master-Abschluss erhält, sowohl ein Zeugnis in deutscher Sprache (für die Bewerbung im Inland) als auch ein Zeugnis in englischer Sprache (für eine Bewerbung im Ausland) zu erstellen. Damit müssen die zeug-nisrelevanten Informationen sowohl auf Deutsch als auch auf Englisch vorliegen. Ziel sollte es dabei sein, diese nicht in ver-schiedenen Dokumenten zu verwalten, sondern in einem ein-zigen Dokument die mehrsprachigen Informationen verwalten zu können. Wie in Abschnitt 2.1.1 bereits erwähnt, wurde dafür beispielsweise im CDM-ECTS-Standard ein entsprechendes Attribut definiert. Der Wert dieses Attributes ist ein (vordefi-nierter) Ländercode und dient zur Auszeichnung von Textanga-ben. Somit ist es möglich, bei der Erstellung von Ausgabedo-kumenten (siehe Abschnitt 2.3) die Angaben in der gewünschten Sprache zu extrahieren.Eine Herausforderung ist das Thema der Vollständigkeit: Ein Standard sollte vollständig sein, d. h. alle im zu modellierenden Kontext auftretenden Informationen erfassen. Solche vollstän-digen Standards bergen allerdings die Gefahr, dass sie zu kom-plex werden und dann (aus Aufwandsgründen) nicht eingesetzt werden. Auch hier bietet die Flexibilität von XML einen guten Lösungsansatz: Definiert man einen Standard vollständig, aber definiert die Kardinalität der XML-Elemente so, dass sie nicht zwingend vorhanden sein müssen (im Beispiel in Abbil-dung 1 wird dies durch die Angabe von minOccurs=“0“ für das Element courseID erreicht), so können diese XML-Elemente auch weggelassen werden, ohne die Korrektheit des XML-Do-kuments zu verletzen. Eine andere Variante wäre nur ein mini-males Set von XML-Elemente zu definieren – dann würden aber fehlende Informationen von den einzelnen Partnern individuell hinzugefügt und damit potentiell nicht kompatibel definiert. Damit wäre eine Austauschbarkeit nicht mehr gewährleistet. Folglich ist die erste Variante vorzuziehen.

FACHBEREICH INFORMATIKSicheres und effizientes Dokumentenmanagement am Beispiel einer deutsch-französischen Hochschulkooperation

schenden Information. Genau diese Schwierigkeiten versucht der XML-Ansatz zu vermeiden. Die Grundlagen dieses Ansatzes werden im nächsten Abschnitt beschrieben.

2.1 GrundlagenXML (Extensible Markup Language [XML04]) wurde 1998 defi-niert und ist eine Metasprache, mit der eigene Sprachen (Vo-kabulare) definiert werden können. Da in XML-Dokumenten die eigentliche Information jeweils in beschreibende XML-Ele-mente (Tags) eingebettet ist, kann diese von generischen Werkzeugen (z. B. XML-Parsern) verarbeitet werden. Wenn bei-spielsweise bekannt ist, dass ein XML-Dokument die Elemente <courseName> und <courseDescription> enthält, können diese von einem XML-Parser extrahiert werden, ohne dass definiert sein muss, an welcher Stelle diese Information steht und in welcher Reihenfolge die Elemente im Dokument vorkommen. Damit ist die Struktur dieser Dokumente sehr flexibel, d. h. wenn es gewünscht ist, können neue Elemente hinzugefügt werden (oder andere weggelassen werden), ohne dass die ver-arbeitenden Programme angepasst werden müssen. Natürlich kann diese Flexibilität auch eingeschränkt werden, d. h. es kann bei Bedarf auch die Menge und die Reihenfolge der XML-Elemente fest definiert werden (siehe Abschnitt 2.1.1). Das Pro-blem der sprachspezifischen Sonderzeichen wird in XML durch die konsequente und verpflichtende Nutzung der Unicode-Ko-dierung [Uni06] gelöst.Die Vorteile der Verwendung von XML als Austauschformat für Informationen bestehen also zum einen in der Flexibilität be-züglich der Dokumentstruktur und zum anderen in der Pro-grammiersprachen- und Betriebssystemunabhängigkeit und damit der sehr guten Eignung für den Informationsaustausch in heterogenen Umgebungen, wie sie im vorliegenden Szenario internationaler Hochschulen vorliegt.

2.1.1 XML-SchemataWie im letzten Abschnitt beschrieben, kann (und sollte) die Struktur von XML-Dokumenten, also die Struktur der auszu-tauschenden Information definiert werden, ohne dabei eine gewisse Flexibilität aufzugeben. Der in XML dafür vorgesehene Mechanismus sind XML-Schemata [XMLS04]. Ein XML-Schema beschreibt den Namen, die Struktur bzw. den Datentyp der er-laubten XML-Elemente sowie die Reihenfolge und die Kardina-lität in der diese vorkommen dürfen. Als Beispiel hierfür ist in Abbildung 1 ein (sehr kleiner) Aus-schnitt aus dem in Abschnitt 2.2.2 vorgestellten CDM-ECTS-Standard angegeben, in dem definiert wird, dass zu einem course-Element optional eine courseID aber zwingend ein courseName gehören. Wurde ein Schema definiert, kann mit so genannten XML-Par-sern die Vollständigkeit und Korrektheit der XML-Dokumente überprüft werden, d. h. es kann überprüft werden, ob ein kon-kretes XML-Dokument den in dem Schema definierten Regeln bezüglich Namen und Datentyp der Elemente, Kardinalität etc. genügt. Entsprechend dieser XML-Schema-Definition ist es al-so sowohl zulässig, dass für einen konkreten Kurs nur ein Kursname vergeben wird oder auch ein Kursname und eine eindeutige ID für den Kurs (Beispiele in Abbildung 2). Anders ausgedrückt: beide XML-Dokumente sind korrekt bezüglich des definierten XML-Schemas.Auf ein interessantes Detail sei noch hingewiesen: der Kursna-me ist nicht vom (vordefinierten) Typ xs:string sondern vom selbst definierten Typ textType. Dieser wurde im CDM-ECTS-Standard so definiert, dass er ein optionales Attribut language enthalten kann. Damit ist es möglich, dass z. B. Kursnamen oder auch Kursbeschreibungen in mehreren Sprachen aber in einem(!) Dokument verwaltet werden können. Dies ist eine wichtige Anforderung beispielsweise für die Erstellung mehr-sprachiger Zeugnisse sowie für den Austausch von Informati-onen zwischen Hochschulen verschiedener Länder (siehe Ab-schnitt 2.2.1).

66

…<course> <courseName> <text language=“de“>Operations Research</text> <text language=“fr“>Recherche opérationnelle et aide à la décision</text> </courseName> …</course>…<course> <courseID>09226</courseID> <courseName> <text language=“de“>Theoretische Grundlagen der Informatik I</text> <text language=“fr“>Combinatoire, probabilités, ordre et calcul booléans</text> </courseName> …</course>…

Abbildung 2 • Beispiel für Kurs-Elemente mit und ohne Kurs-ID

Querschnitt 21

Abbildung 5 • Asymmetrische Verschlüsselung: wird der Koffer mit dem ö­ffentlichen Schlüssel verschlossen, kann er nur mit dem privaten Schlüssel wieder geö­ffnet werden

�9

sprechender XSL-FO-Parser in ein Ausgabeformat wie PDF, rTF o.ä. transformiert werden. Das Grundprinzip dieser Trans-formation wird in Abbildung 3 verdeutlicht.In Abbildung 3 wird auch deutlich, dass die Generierung von HTML etwas einfacher ist – da HTML selbst wieder eine XML-Sprache ist und die Formatierungsinformation also selbst wie-der in Form von XML-elementen vorliegt, ist hier kein zusätz-licher XSL-FO-Parser notwendig, sondern die Transformation kann direkt mit Hilfe von XSLT durchgeführt werden. Viele In-ternet-Browser haben darüber hinaus bereits einen inte-grierten XSLT-Prozessor, so dass die HTML-Dokumente häufig gar nicht separat erzeugt werden müssen, sondern dynamisch (d. h. beim Laden in den Browser) erzeugt werden kö­nnen.Die Generierung von PDF-Dokumenten wurde im vorliegenden Szenario beispielhaft für die erstellung von (zweisprachigen) Leistungsnachweisen realisiert. ein aus XML-Informationen mit Hilfe von XSLT und XSL-FO generiertes PDF-Dokument zeigt Abbildung 4. Als XSL-FO-Prozessor wurde dabei FOP [FOP06] eingesetzt. Zur Generierung von PDF-Dokumenten ist anzumerken, dass es relativ aufwändig ist, die entsprechenden XSLT-Stylesheets zur erzeugung der XSL-FO-Formatierungsinformation von Hand zu erstellen – hier sollte auf entsprechende Werkzeuge mit graphischer unterstützung (z. B. Altova StyleVision) zu-rückgegriffen werden.

3 • sicherer dokumentenaustauschNachdem im vorigen Kapitel dargestellt wurde, wie die Struk-tur eines Dokumentes für eine medienbruchfreie elektronische Verarbeitung effizient modelliert werden kann, ist noch offen, wie der sichere Transport sensibler, d. h. rechtlich relevanter Informationen zu realisieren ist, d. h. wie die Integrität eines Dokuments gewährleistet werden kann. Außerdem muss der

Nachweis erbracht werden kö­nnen, ob ein Dokument wirklich vom angegebenen Autor erstellt wurde. es wird also noch ein Verfahren zur Authentikation elektronischer Dokumente ge-braucht.Zur Sicherung der Integrität elektronisch übertragener Infor-mationen wurde in der Vergangenheit eine reihe kryptogra-fischer Verfahren entwickelt [Sch96], wobei symmetrische und asymmetrische Verfahren unterschieden werden. Symmetri-sche Chiffrierverfahren verwenden zum Chiffrieren und De-chiffrieren den gleichen Schlüssel. Dieser wird jeweils zwi-schen zwei Kommunikationspartnern geheim vereinbart. Asym- metrische Chiffrierverfahren dagegen ordnen jedem, der mit anderen verschlüsselt kommunizieren will, zwei Schlüssel zu, einer dient zum Chiffrieren, der andere zum Dechiffrieren. Die Funktionsweise und die besondere eignung dieses Verfahrens zur Authentikation von Dokumenten werden nachfolgend er-läutert.

3.1 elektronische signaturenAuthentizität und Integrität elektronischer Dokumente werden durch elektronische Signaturen gewährleistet. Diese ersetzen die herkö­mmliche manuelle unterschrift desjenigen (im Fol-genden Autor genannt), der das Dokument verantwortet. eine elektronische Signatur schließt als neue eigenschaft auch In-formationen aus dem signierten Dokument ein. Damit erhält ein Dokument vom Autor eine persö­nliche, einzigartige Signa-tur. elektronische Signaturen sind daher eindeutig dem sig- nierten Dokument und eindeutig einem Autor zugeordnet. Durch Überprüfen der Signatur lässt sich feststellen, ob ein Dokument tatsächlich vom angegebenen Autor stammt und ob während des Transports über eine Kommunikationsverbindung oder der dauerhaften Speicherung eine Veränderung stattfand.Signieren bedeutet in diesem Zusammenhang, ein Dokument

FAchbereich inFormAtiksicheres und effizientes Dokumentenmanagement am Beispiel einer deutsch-französischen hochschulkooperation

„koffer“ für ein dokument

Verschließen nur über Schloss für „ö­ffentlichen“ Schlüssel des empfängers

öffnen nur über Schloss für „privaten“ Schlüssel des empfängers

2.2.2 existierende AnsätzeBei der recherche existierender Ansätze hat sich besonders ein Ansatz als geeignet herauskristallisiert: CDM-eCTS [CDM05]. CDM steht dabei für Course Description Metadata – eCTS für european Credit Transfer and Accumulation System [eCTS06].Die allgemeine Zielstellung des CDM-eCTS Standards ist es, Informationen über angebotene Lehrveranstaltungen in einem einheitlichen (XML-)Format verfügbar zu machen. Den CDM-eCTS-Standard im Detail vorzustellen, würde den rahmen dieser Arbeit sprengen. er folgt bezüglich der grundsätzlichen Intention dem ersten der in Abschnitt 2.2.1 vorgestellten Ansät-ze, d. h. es werden generisch alle Varianten von Lehrveranstal-tungen (courses) mit allen potentiell dazu verfügbaren Infor-mationen (über Inhalte, Lernziele, Literatur, formalen und empfohlenen Voraussetzungen, bis hin zu Informationen über die Lehrenden und Angaben über Gebühren) modelliert. Allein das course-element besteht aus 27 XML-unterelementen, die ihrerseits grö­ßtenteils ebenfalls weiter strukturiert sind, d. h. wieder unterelemente beinhalten. Trotz dieser Mächtigkeit kann es bei der Vielfalt der Studiengänge immer noch vorkom-men, dass weitere, spezifische Informationen abgebildet wer-den sollen. Dafür wurde ein generisches element infoBlock definiert, welches zusätzliche Information enthalten kann – und zwar nicht nur als einfacher Text, sondern auch inklusive Web-Links, referenzen auf Personen, andere Kurse, einrichtungen etc.

2.2.3 gewählter AnsatzDie Modellierung des CDM-eCTS-Standards erscheint für In-formationen über Lehrveranstaltungen sehr ausgereift und kann direkt übernommen werden. Wie im vorigen Abschnitt beschrieben, ist das Modell sehr mächtig und enthält eine rei-he von Informationen, die für das vorliegende Szenario nicht

zwingend benö­tigt werden. Diese XML-elemente werden des-halb nicht verwendet. Wie in Abschnitt 2.1.1 dargestellt, ist dies aber bei der Verwendung von XML und bei einer geeigneten Kardinalitätendefinition (d. h. wenn diese elemente als optional definiert werden), kein Problem. Im vorliegenden Szenario werden allerdings neben den Modul-beschreibungen auch Informationen über die Studierenden (Stammdaten) und die von ihnen erbrachten Leistungen (No-ten) ausgetauscht. Dies sieht der CDM-eCTS-Standard bislang nicht vor – deshalb wurden von uns entsprechende erweite-rungen vorgenommen, d. h. XML-elemente für die Studenten-stammdaten (z. B. Name, Adresse, Matrikelnummer etc.) so-wie die Informationen über die erbrachten Leistungen definiert. Auch hier zeigt sich wieder die Flexibilät von XML, welches eine erweiterung vorhandener Standards (XML-Sprachen) ermö­gli-cht, ohne dass existierende Anwendungen angepasst werden müssen.

2.3 transformation von xml in verschiedene AusgabeformateBasierend auf dem definierten XML-Schema kö­nnen jetzt die Informationen ausgetauscht werden, d. h. XML-Dokumente mit den entsprechenden Daten transferiert werden (auf die Si-cherheitsaspekte wird in Kapitel 3 eingegangen). Auch wenn die so ausgetauschten Daten problemlos maschi-nell weiterverarbeitet werden kö­nnen, besteht dennoch die Notwendigkeit, diese Informationen auch auf anderen Medien geeignet darzustellen – angefangen von Modulbeschreibungen im Web oder in entsprechenden Papierkatalogen, bis hin zu Dokumenten wie Zeugnissen, Leistungsnachweisen o. ä.um diese Prozesse effizient zu gestalten, wäre es optimal, wenn die Daten nur einmal gespeichert wären und aus dieser single source alle benö­tigten Dokumente erzeugt werden kö­nnten. Genau dies ist eine der Stärken von XML – häufig auch unter dem Schlagwort: write once – read everywhere adres-siert. Auf die technischen Details [Pin04] soll hier nicht näher einge-gangen werden, sondern nur das Grundprinzip verdeutlicht werden. Im Mittelpunkt steht das XML-Dokument. eine wich-tige eigenschaft von XML-Dokumenten ist, dass sie nur die ei-gentlichen Daten enthalten, aber keinerlei Formatierungsin-formation (Stichwort: Trennung von Inhalt und Layout). um aus einem XML-Dokument nun beispielsweise ein PDF-Dokument o. ä. zu generieren, müssen zum einen die relevanten XML-ele-mente extrahiert werden (z. B. aus einer Liste von Studenten-daten, derjenige, für den das Zeugnis erstellt werden soll) und zum anderen die entsprechenden Formatierungsinformati-onen (Anordnung der elemente, Schriftart und -grö­ße) etc. hinzugefügt werden. Hierfür kö­nnen wiederum XML-Standards verwendet werden: Mit der Transformationssprache XSLT (extensible Stylesheet Language – Tranformations [XSLT99]) kö­nnen aus einem XML-Dokument XML-elemente mit den relevanten Informationen ex-trahiert und in ein neues XML-Dokument geschrieben werden.Für das Hinzufügen von Formatierungsinformationen existiert ebenfalls ein XML-Standard: XSL-FO (extensible Stylesheet Language – Formatting Objects [XSL01]). Mit Hilfe von XSL-FO kann generisch beschrieben werden, wie Texte, Bilder und graphische elemente auf einer Seite angeordnet werden und wie diese formatiert werden. Die XSL-FO Informationen wer-den wiederum mit XSLT dem XML-Dokument hinzugefügt. Das so entstandene XSL-FO-Dokument kann dann mit Hilfe ent-

Abbildung 4 • Aus XML-Dokument mit Hilfe von XSLT und XSL-FO generiertes PDF-Dokument

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QUERSCHNITT 21

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Hash des Dokuments nachgewiesen. Zu diesem Zweck wird, wie in Abbildung 6 dargestellt, zunächst der Hash des Dokuments berechnet. Mit Hilfe des öffentlichen Schlüssels des Autors des Dokuments wird der in der Signatur übertragene Hash dechiffriert. Hier ist ein wichtiger Punkt zu erwähnen: Stimmen beide Hashes überein, dann ist bewiesen, dass seit dem Zeitpunkt der Signatur das Dokument nicht ver-ändert wurde, denn sonst hätte der öffentliche Schlüssel nicht den Original-Hash restauriert. Allein, es fehlt der Nachweis, ob der Besitzer des öffentlichen Schlüssels auch wirklich der ist, für den er sich ausgibt.

3.1.4 Beglaubigen öffentlicher Schlüssel Zur Validierung einer Signatur muss daher ein öffentlicher Schlüssel eindeutig einer bestimmten Person zugeordnet wer-den können. Schließlich lassen sich gemäß bekannter Verfah-ren für den eigenen Gebrauch beliebig asymmetrische Schlüs-selpaare erzeugen. Der öffentliche Schlüssel muss daher noch mit der Identität des Benutzers verbunden werden. Dies kann beispielsweise durch die persönliche Übergabe des Schlüssels erfolgen. Mit dem Konzept der Zertifikate wurde ein formales Verfahren eingeführt, mit dem die Übergabe eines öffentlichen Schlüs-sels vereinfacht wird. Zertifizierungsdiensteanbieter [BNA06] beglaubigen die Identität des Besitzers eines öffentlichen Schlüssels durch ein von ihnen signiertes elektronisches Do-kument, dem Zertifikat. Zur Validierung des Zertifikats wird wie in 3.1.3 beschrieben vorgegangen und dabei der öffentliche Schlüssel des Zertifizierungsdiensteanbieters verwendet.

3.2 Bereitstellen einer prototypischen Infrastruktur Im Rahmen unseres Projekts wurden Verwaltungsprozesse modelliert mit dem Ziel der medienbruchfreien Verarbeitung der involvierten Dokumente. Zur Erprobung und Evaluation eines Vorgehensmodells wurde eine geeignete Infrastruktur gebraucht, deren prototypische Realisierung im Folgenden be-schrieben wird. Die benötigten spezifischen Funktionen wur-den in einer Masterarbeit [Mon06] identifiziert und als flexibel einsetzbares Java-Framework implementiert. Dieses kann so-wohl in bestehende Programmsysteme integriert als auch wie nachfolgend beschrieben, zur Realisierung zentraler Server-dienste eingesetzt werden.

3.2.1 Geeignete Dienste Für eine automatisierte und sichere Verarbeitung von Doku-menten sind bestimmte Funktionalitäten und Dokumentenei-genschaften unabdingbar. Wie in Kapitel 2 bereits dargelegt, bieten XML-basierte Dokumentenformate ideale Vorausset-zungen für medienbruchfreie Abläufe. Allein zur Präsentation von Dokumenten am Ende einer Prozesskette sollte zusätzlich das PDF-Format zum Einsatz kommen.Die hier interessierenden Geschäftsprozesse benötigen so-wohl Funktionalität zum Signieren als auch zum Validieren von Signaturen. Wie im nachfolgenden Abschnitt erläutert, ist es

bei manchen Ausprägungen von Prozessketten notwendig, Do-kumente mehrfach zu signieren. Für die prototypische Infra-struktur wurde daher folgende Kernfunktionalität realisiert:• Erstellen elektronischer Signaturen für die genannten Do-

kumentformate• Validierung der erstellten elektronischen Signaturen• Verbindung von Inhalt und Layout – Wandlung XML → PDF

3.2.2 Spezifische Forderungen aus dem AnwendungskontextAus der Analyse der für Hochschulen typischen Prozesse er-gab sich, dass der ursprünglich intendierte Nutzen von Signa-turen sich vorteilhaft erweitern lässt. Signaturen lassen sich neben der Sicherung von Authentizität und Integrität beim Transport und der dauerhaften Speicherung auch verwenden, um den Bearbeitungsfortschritt eines Dokuments zu protokol-lieren. Auf diese Weise lässt sich nachvollziehen, von wem und in welcher Reihenfolge ein Dokument bearbeitet wurde. Aus diesem Grund wurden die Funktionen zum Generieren und Va-lidieren von Signaturen so gestaltet, dass Dokumente auch mehrfach signiert werden können. Jede Signatur bezieht sich dann auf den Zustand bzw. Inhalt eines Dokuments nach einem bestimmten Bearbeitungsschritt.Sind mehrere Personen in die Erstellung eines Dokuments in-volviert, so interessieren außer deren Reihenfolge auch die einzelnen Zeitpunkte der Bearbeitung. In diesem Zusammen-hang bedeutet Bearbeitung nicht unbedingt Veränderung oder Ergänzung eines Dokuments, sondern kann sich auch auf die Konsistenzprüfung eines Dokuments durch eine bestimmte Person beziehen. Hier wurden Zeitpunkt der Bearbeitung und der Signatur nicht unterschieden. Ein Bearbeitungsschritt wird durch eine Signatur abgeschlossen und durch einen Zeitstem-pel belegt, der im Dokument abgelegt wird. Um Zeitstempel nahtlos in Geschäftsprozesse integrieren zu können, wurde das hier verwendete XML-Schema so erweitert, dass das Java-Framework den Zeitpunkt der Signatur protokollieren kann.

3.2.3 Konstruktion des Java-FrameworksDie benötigten Funktionalitäten wurden als Java-Framework mit möglichst universellen und leicht erweiterbaren Schnitt-stellen realisiert [Mon06]. Zum einen lassen sich so bestehen-de (Java-) Anwendungen unkompliziert erweitern, weil der neu zu integrierende Code überschaubar bleibt. Auf der anderen Seite kann das Java-Framework als Grundlage für eine zentra-le Serveranwendung verwendet werden. Open-Source-Projekte wurden daraufhin untersucht, ob be-reits existierende Lösungen sich sinnvoll in das geplante Pro-jekt integrieren lassen. Sowohl Zeitgewinne bei der Entwick-lung als auch eine Verbesserung der Zuverlässigkeit der Soft-ware legen solche Überlegungen nahe. Für die benötigten kryptografischen Funktionen wurden erprobte Open-Source-Komponenten verwendet [JCA04]. Die asymmetrischen Schlüs-sel werden hier der besseren Handhabung wegen mit Hilfe von Zertifikaten verwaltet. Entsprechende Bibliotheksimplemen-

FACHBEREICH INFORMATIKSicheres und effizientes Dokumentenmanagement am Beispiel einer deutsch-französischen Hochschulkooperation

i iii

Abbildung 6 • Erzeugen elektronischer Signaturen: komprimierte Darstellung des Dokuments bilden und mit privatem Schlüssel verschlüsseln

mit einer Eigenschaft zu versehen, die es in einzigartiger Weise allein vom Autor erhalten kann. Üblicherweise wird zu diesem Zweck auf ein asymmetrisches Verschlüsselungsverfahren zurückgegriffen, bei dem jeder Kommunikationspartner über zwei Schlüssel, einen öffentlichen (public) zum Chiffrieren und einen privaten Schlüssel (private) zum Dechiffrieren verfügt (Abbildung 5). Dieses Konzept wird Public-Key-Verfahren ge-nannt.

3.1.1 Asymmetrische VerschlüsselungEin Kommunikationsteilnehmer, der von seinen Partnern Do-kumente chiffriert empfangen oder Dokumente chiffriert ver-wahren möchte, beschafft sich beispielsweise von einer ent-sprechenden Organisation, z. B. einem Zertifizierungsdienste-anbieter [BNA06] ein Schlüsselpaar. Die Festlegung welcher der private und welcher der öffentliche sein soll, ist willkürlich. Ein Schlüssel (der öffentliche) wird zum Chiffrieren der Allge-meinheit bekannt gegeben, der andere Schlüssel (der private) wird vom Besitzer zum Dechiffrieren benutzt. Der Besitzer des privaten Schlüssels verwahrt diesen sicher und gibt diesen niemand anderem preis. Zur geheimen Übermittlung eines Do-kuments wird dieses mit dem öffentlich bekannten Schlüssel des Adressaten chiffriert. Allein mit dem passenden privaten Schlüssel kann das Dokument dechiffriert werden, der private Schlüssel ist aber nur dem Empfänger des Dokuments be-kannt. Daher kann das Dokument weder auf dem Über-tragungsweg noch an seinem Speicherort von anderen entzif-fert, gelesen oder verändert werden.Aufgrund einer speziellen Eigenschaft sind Public-Key-Verfah-ren für die Realisierung elektronischer Signaturen besonders geeignet. Der in Abbildung 5 dargestellte Mechanismus funk-tioniert nämlich unabhängig davon, in welcher Reihenfolge ein Schlüsselpaar auf ein Dokument angewandt wird. Mit dem pri-vaten Schlüssel des Autors chiffrierte Dokumente lassen sich nur mit seinem öffentlichen Schlüssel wieder dechiffrieren. Das chiffrierte Dokument kann daher von jedem gelesen wer-den, der Zugang zum öffentlichen Schlüssel des Autors hat. Da aber nur der Besitzer des öffentlichen Schlüssels auch im Be-sitz des hier zum Chiffrieren benutzten privaten Schlüssels

sein kann, kann auch nur er der Autor sein. Damit ist das Do-kument authentisiert. Diese Idee ist die Basis für die Realisie-rung elektronischer Signaturen.

3.1.2 Erzeugen elektronischer Signaturen Zum Erstellen einer elektronischen Signatur wird nicht das Do-kument, sondern eine komprimierte Darstellung (Hash) ver-schlüsselt. Die so erstellte Signatur wird gemeinsam mit dem unveränderten Dokument übertragen. Das hat praktische Grün-de: ein Dokument wie beispielsweise eine Notenliste soll wäh-rend des Transports durch eine Prozesskette ohne zusätz-lichen Aufwand für die Bearbeiter lesbar sein. Der Signaturprozess beginnt mit der Bildung einer kompri-mierten Darstellung des Dokuments (Abbildung 6). Das be-nutzte mathematische Verfahren wird als Hashing bezeichnet und das Ergebnis als Hash. Dieser besteht aus einer Bitfolge, die einige hundert bis tausend Bits umfasst. Die Qualität eines Hashs drückt sich darin aus, wie gering die Wahrscheinlichkeit ist, ein anderes Dokument zu finden, das den gleichen Hash liefert. Über einen Hash lässt sich so mit großer Sicherheit das zugehörende Dokument identifizieren. Im zweiten Schritt wird der Hash authentisiert, indem er mit dem privaten Schlüssel des Autors chiffriert wird. Dieser Schritt gewährleistet, dass die Signatur eines Dokuments einzigartig ist. Die Signatur wird im Allgemeinen gemeinsam mit dem signierten Dokument übertragen.

3.1.3 Validieren elektronischer Signaturen Bei der Validierung der Unterschrift unter einem Dokument wird ein Vergleich mit einer hinterlegten oder von einer Behör-de beglaubigten Unterschrift (z. B. Personalausweis) durchge-führt. Eine Unterschrift ist außerdem untrennbar mit einem Dokument verbunden. Bei der Authentifikation des Dokuments wird auch die Integrität des physischen Mediums (Papier) überprüft, um Manipulationen an Unterschrift oder Dokumen-tentext auszuschließen. Bei elektronischen Dokumenten kön-nen Veränderungen jedoch nicht durch Prüfen eines physischen Mediums erkannt werden. Die Integrität wird hier über einen Vergleich des in der Signatur enthaltenen Hashes mit dem

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Dokumentkomprimierte Darstellung (Hash)

komprimierteDarstellung bilden

mit privatem Schlüssel authentisieren

Koffer mit komprimierter Darstellung nur mit öffentlichem Schlüssel zu öffnen

QUERSCHNITT 21

73

hervorgerufen. Die besprochenen Konzepte können im Rah-men dieser Kooperation bei kurzfristiger Umsetzung eine Be-schleunigung der Generierung zweisprachiger Leistungsnach-weise zu den einzelnen Kursen eines aktuellen Semesters bewirken. Die hierfür erforderliche dreifache Signatur der No-tenlisten am Fachbereich in Darmstadt, im assoziierten regio-nalen Zentrum Elsass und in der Zentrale in Paris sowie die anschließende Wandlung in ein signiertes PDF-Dokument werden vom aktuellen System bereits unterstützt. Alle bishe-rigen Postwege sowie die manuelle, mehrfach redundante Er-fassung der Daten an den verschiedenen Standorten werden durch den elektronischen Versand der mehrfach signierten Dokumente ersetzt. Alleine der Versand des endgültigen un-terschriebenen Ausdrucks der Bescheinigung auf Papier an die Studierenden bleibt auch in den zukünftigen Szenarien er-halten.Für die genannte Konstellation bietet sich die jeweilige loka-le Installation des Signaturservers an allen drei Standorten Darmstadt, Strasbourg und Paris, an sowie der Austausch der benötigten Zertifikate der drei Institutionen untereinander. Mit dem Angebot der neuen Bachelor- und Masterstudiengän-ge parallel zum traditionellen Ingenieursstudiengang, öffnet sich auch die CNAM-Hochschule für die europaweite Durch-führung des Bolognaprozesses. Die Transparenz und Durch-lässigkeit innerhalb der eigenen Studiengänge sowie im Aus-

tausch mit anderen europäischen Hochschulpartnern erfordert auch in Paris die Einführung eines internationalen Standards zum Austausch der mehrsprachigen Dokumentation von Lehr-inhalten mit den zugehörigen Bewertungen nach dem ECTS-Standard. Die gemeinsamen Erfahrungen bei der Entwicklung eines Vor-gehensmodells zur Integration des Signaturservers in die be-stehenden Geschäftsprozesse international agierender Insti-tutionen können sowohl am Fachbereich Informatik als auch an den anderen Fachbereichen unserer Hochschule angewandt werden. Betroffen sein werden alle IT-gesteuerten Prozesse, die für den Fachbereich wichtig sind im Hinblick auf standardi-sierte, effiziente Abläufe, die durch die Umsetzung des Bo-lognaprozesses erforderlich werden. Eine Integration der hoch-schulinternen HIS-POS-Datenbank bzw. integrierter Systeme, die die jeweiligen Studienordnungen der einzelnen Fachbe-reiche abbilden, wird hierbei eine besondere Herausforderung mit einem hohen Potential zur Steigerung der Effizienz beste-hender Prozesse darstellen.

DanksagungWir danken der Firma media Transfer AG (mtG), Darmstadt für hilfreiche Diskussionen während der Durchführung des Projekts sowie für die Unterstützung bei der Präsentation auf der CeBIT 2006.

FACHBEREICH INFORMATIKSicheres und effizientes Dokumentenmanagement am Beispiel einer deutsch-französischen Hochschulkooperation

LiteraturADS05 • Apache Digital Signature API. http://xml.apache.org/

security/Java/index.html, 28.10.2005, zuletzt besucht am 14.8.2006

BNA06 • Bundesnetzagentur, Verzeichnis der Zertifizierungs-diensteanbieter. http://www.bundesnetzagentur.de, 23.08.2006, zuletzt besucht am 23.8.2006

CDM05 • University of Norwegian: CDM-ECTS Documentation. http://cdm.utdanning.no/doku.php?id=cdm-ects: docu-mentation, 21.09.2005, zuletzt besucht am 15.8.2006

ECTS06 • European Commission: ECTS – European Credit Trans-fer and Accumulation System. http://ec.europa.eu./education/programmes/socrates/ects/index_en.html, 05.05.2006, zuletzt besucht am 15.8.2006

FOP06 • apache.org: Apache FOP (Formatting Objects Proces-sor). http://xmlgraphics.apache.org/fop/, 24.07.2006, zuletzt besucht am 15.8.2006

JCA04 • Java Cryptography Architecture. http://java.sun.com/ j2se/1.5.0/docs/guide/security/CryptoSpec.html, 25.07.2004, zuletzt besucht am 14.8.2006

LOS06 • B. Lowagie, P. Soares: Documentation iText. http://www.lowagie.com/iText/, zuletzt besucht am 14.8.2006

Mon06 • F. Mondelli: Spezifikation und Realisierung eines Frame- works zum Signieren und Validieren elektronischer Dokumente in verschiedenen standardisierten Forma-ten. Masterarbeit, Hochschule Darmstadt, Mai 2006

Pin04 • M. Pineda: XSL-FO in der Praxis. XML-Verarbeitung für PDF und Druck. dpunkt Verlag, 2004

Sch96 • B. Schneier: Angewandte Kryptographie. Addison-Wesley, 1996

Uni06 • Unicode, Inc: Unicode 5.0.0. http://www.unicode.org/versions/Unicode5.0.0, 15.7.2006, zuletzt besucht 15.8.2006

XML04 • W3C: Extensible Markup Language (XML) 1.0 (Third Edition), W3C Recommendation 04 February 2004.

http://www.w3.org/TR/REC-xml/XMLS04 • W3C: XML Schema, W3C Recommendation 28 October

2004. http://www.w3.org/TR/xmlschema-1/XSL01 • W3C: Extensible Stylesheet Language (XSL) 1.0, W3C Recommendation 15 October 2001, http://www.w3.org/ TR/xsl/XSLT99 • W3C: XSL Transformations (XSLT) 1.0, W3C Recommen-

dation 16 November 1999, http://www.w3.org/TR/xslt/Abbildung 7: Schematische Übersicht der wesentlichen Funktionen des Signaturservers

tierungen erhält man über den Import der Java Cryptography Architecture (JCA). Unterstützung bei der Verarbeitung von XML-Dokumenten lie-fern Referenzimplementierungen des Java Specification Re-quests 105: XML Digital Signature APIs. Die Evaluation ver-schiedener Implementierungen führte zum Einsatz der Apache Digital Signature API [ADS05]. Zur Implementierung der PDF-Signatur wurde als Basis die iText-Bibliothek [LOS06] genutzt. Diese Java-Bibliothek ermöglicht das Einlesen von PDF-Doku-menten und deren Speicherung als Java-Objekt. Auf diesem Objekt lassen sich dann Operationen anwenden wie das Erzeu-gen einer digitalen Signatur.

3.2.4 SignaturserverDer Signaturserver ist ein wichtiger Teil der technologischen Basis unseres Projekts. Er dient in erster Linie der Evaluation eines Vorgehensmodells zur schrittweisen Optimierung hoch-schulspezifischer Geschäftsprozesse. Der hier realisierte Sig-naturserver ist jedoch in seiner Verwendung nicht auf dieses Szenario beschränkt, sondern kann zur Unterstützung von Ge-schäftsprozessen herangezogen werden, solange zur Doku-mentenmodellierung XML-Schemata verwendet werden.Anwendungen können die Funktionen des Signaturservers über spezifische, beim Benutzer installierte Programme in An-spruch nehmen oder über einen Webbrowser als Frontend.

Hier wurde eine Client-Server-Struktur realisiert, die Web-technologien zur Visualisierung verwendet. Dadurch werden Installationen auf Clientseite vermieden.In Abbildung 7 sind die wesentlichen Funktionen des Signatur-servers dargestellt. In frühen Phasen von Untersuchungen zur Optimierung von Geschäftsprozessen wird der Signaturserver gemeinsam mit anderen Anwendungen auf demselben Rech-ner eingesetzt. Komplexere Prozesse, die beispielsweise über mehrere Arbeitsplätze verteilte Anwendungen umfassen, er-halten Zugriff auf einen zentral installierten Signaturserver. Der Signaturserver verbleibt dann geschützt hinter der Fire-wall des lokalen Netzes. Sind die Anwendungen verteilt über verschiedene Lokationen, so ist jeweils eine lokale Installation eines Signaturservers sinnvoll. Bei der initialen Konfiguration eines Signaturservers wird der benötigte Satz an Zertifikaten dem Server bekannt gegeben.

4 • Zusammenfassung und Ausblick Die in den vorangegangenen Kapiteln beschriebenen Techno-logien bilden die Basis zur Erprobung der schrittweisen Inte-gration der genannten Konzepte in die bestehende Infrastruk-tur. Den Partnern der eingangs erwähnten deutsch-französi-schen Hochschulkooperation wurden diese Konzepte im Frühjahr 2006 vorgestellt und haben ein großes Interesse auch für den Einsatz im nationalen französischen Hochschulbereich

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QUERSCHNITT 21

1 • EinleitungViele Situationen erfordern sorgfältig abgewogene, fundierte Entscheidungen (informed decisions), Entscheidungen also, die auf relevantem Wissen beruhen. Im Privatleben gehören dazu der Kauf eines neuen Autos oder eines Hauses, die Pla-nung des nächsten Urlaubs, die Wahl einer geeigneten Ausbil-dung oder einer Geldanlage. Die dazu notwendigen Informati-onen werden inzwischen überwiegend im Internet recherchiert („gegoogelt“). Wer jedoch einmal versucht hat, einen Urlaub mit passendem Urlaubsgebiet, An- und Abreise, Unterkunft und vielleicht noch ein paar Ausflügen vor Ort ausschließlich über das Internet zu recherchieren und zu planen, wird erfah-ren haben, wie mühsam es sein kann, mit Hilfe des Internets Entscheidungen zu treffen. „Ist das wirklich der preiswerteste Flug?“, „Wo genau liegt das Hotel und wie komme ich von da aus zur Innenstadt?“ oder „Warum werden für dieses Hotel keine Fotos der Zimmer gezeigt?“ sind typische Fragen, die am Ende einer manchmal stundenlangen Recherche offen blei-ben.Ein falsch geplanter Urlaub ist zwar schade, aber meist wenig tragisch. Andere Entscheidungssituationen sind wesentlich komplexer und haben weit reichende Folgen. Politische Ent-scheidungen haben oft über Jahre hinaus Bestand und Nach-wirkungen. In Unternehmen müssen strategische Entschei-dungen getroffen und Investitionen geplant werden, möglicher-weise mit Folgen für viele tausend Arbeitsplätze. In der medi-zinischen Versorgung entscheiden Ärzte, zunehmend auch gemeinsam mit den betroffenen und immer besser informier-ten Patienten, über durchzuführende Diagnose- und Therapie-

FACHBEREICH INFORMATIONS- UND WISSENSMANAGEMENTInformation Engineering – Informationsdesign zur Unterstützung fundierter Entscheidungen im Web

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maßnahmen (z. B. Abbildung 1). Auch die für derartige kom-plexe Entscheidungen notwendigen, meist umfangreichen Informationen werden zunehmend in der Form von Websites, beispielsweise in einem Intranet, vorgehalten. Es sind Web-sites, die fundierte Entscheidungen in komplexen Situationen ermöglichen sollen.Wie müssen also Websites konstruiert und gestaltet sein, um fundierte Entscheidungen effizient zu unterstützen? Die zunächst nahe liegende Antwort:• Alle relevanten Informationen müssen verfügbar sein.• Sie müssen schnell und leicht zu finden sein.• Sie müssen so aufbereitet sein, dass sie effektiv erfasst

werden können.Eine komplexe Website mit einem Angebot an qualitativ hoch-wertiger Information zu entwickeln und zu betreiben ist teuer. Viele Nutzer erwarten allerdings, dass Informationen im Inter-net grundsätzlich kostenlos zur Verfügung stehen. Der einzige Ausweg in dieser Situation scheint die Finanzierung von Web-sites durch Werbung zu sein. Wenn es um die effektive Unter-stützung fundierter Entscheidungen geht, ist dieser Ansatz aber kontraproduktiv. Werbung stellt in aller Regel keine ob-jektivierte Information dar. Informationen auf einer solchen Website sind zumindest selektiert, um Werbeaussagen nicht zu widersprechen. Werbebanner und -flächen belegen wert-vollen Platz auf dem Bildschirm und buhlen mit allen Mitteln um Aufmerksamkeit. Im Fokus sollen hier nur solche Informa-tionsdienste sein, die nicht werbefinanziert sind oder von Mar-ketingabteilungen betrieben werden, die also beispielsweise kostenpflichtig oder Teil eines Intranets sind.

INFORMATION ENGINEERING – INFORMATIONSDESIGN ZUR UNTERSTÜTZUNG FUNDIERTER ENTSCHEIDUNGEN IM WEBAutor • Bernhard Thull

Links Abbildung 1 • Beispiel einer Website zur Unterstützung der Selbsthilfe bei Diabetes. Diese Einstiegsseite weist oben und links insgesamt 56 Navigationslinks auf. Dazu kommen 48 Links im Inhaltsteil sowie weitere 8 Links in der Fußzeile, insgesamt also über 100 Links. Man beachte das Suchfenster oben rechts. [http://www.diabetes-news.de/index.html, Abruf 21.9.06].

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Querschnitt 21

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Q0

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Q4

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Q: query variation T: thought E: exit : documents. information

E

T

T

TT

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information Engineering – informationsdesign zur unterstützung fundierter Entscheidungen im Web

Abbildung 4 • Das „berry-picking“-Modell von M. Bates [1989] (aus [Morville 2005]). Nutzer sammeln auf ihrem Weg durch ein Informationssystem einzelne Infor-mationen, entwickeln mir ihrer Hilfe neue Anfragen und erarbeiten sich auf diese Weise sukzessiv Lö­sungen. ein gut gestaltetes Informationssystem muss dieses Vorgehen geeignet unterstützen.

FAchbereich inFormAtions- und wissensmAnAgement

Mustern, die der Situation eigen sind (sog. cues) und reagieren intuitiv (Recognition Primed Decision Model). Dabei hat Intuition nichts mit in diesem Zusammenhang vielleicht negativ besetz-ter „Gefühlsmäßigkeit“ oder „Zufälligkeit“ von entscheidungen zu tun, sondern ist das ergebnis komplexer Lernprozesse und mentaler Simulationen, die es experten ermö­glichen, die ent-wicklung einer Situation sehr schnell zu antizipieren.Dabei sehen experten im Gegensatz zu Laien u. a. Muster, die diese nicht sehen kö­nnen, Anomalien, d. h. ereignisse, die nicht eingetreten sind, oder andere Brüche der erwartungen, sowie unterschiede, die für Laien zu klein sind, um von diesen wahr-genommen werden zu kö­nnen. Die Wahrnehmung einer Situa-tion mit Hilfe von Mustern und die intuitive Antizipation ihrer weiteren entwicklung führen zu einem Gesamtbild (situation awareness), aufgrund dessen entscheidungen gefällt werden. Nur in eher seltenen Fällen werden in natürlichen Situationen so genannte rationale entscheidungen auf der Basis von be-wusst gesammelten Informationen, statistischen Betrachtun-gen, Schlussfolgerungen im Sinne eines logischen Kalküls und unter Abwägung von Vor- und Nachteilen gefällt (Rational Choice Model, [Klein 1998]). Die entscheidung von experten in komplexen, dynamischen Systemen ist in erster Linie eine Fra-ge der Mustererkennung. Studien haben sogar gezeigt, dass rationale Konstruktionen häufig erst im Nachhinein zur Be-gründung einer zuvor intuitiv getroffenen entscheidung heran-gezogen werden [Klein 1998]. Während experten aufgrund ih-rer erfahrung eher intuitiv entscheiden, sind Laien eher auf rationale entscheidungen angewiesen.

unterscheidet zwischen erfahrenen entscheidern (experten) sowie entscheidern mit wenig bis keine erfahrung (Laien) und geht davon aus, dass expertise durch Übung erreicht wird. So werden Menschen in den Dingen, die sie täglich ausüben, zu experten. Das gilt selbstverständlich für Stereotypen wie Pi-loten, Ärzte und Feuerwehrleute, aber eben auch für jede an-dere Tätigkeit wie z. B. Zimmern, Vorlesungen halten oder die tägliche Organisation der Familienlogistik (siehe z. B. [Klein 1998]). Für alle anderen, weniger geübten Tätigkeiten bleibt man Laie. Der vergleichsweise seltene Kauf eines Autos, der einmalige Kauf eines Hauses oder die Auseinandersetzung mit einer speziellen Krankheit in der eigenen Familie macht die meisten von uns in diesen Fragen zu Laien. Wenn es in einer zunehmend durch Wissen geprägten Gesellschaft um fun-dierte entscheidungen geht, sind also die meisten manchmal experten, z. B. im ausgeübten Beruf, und meistens Laien.Politische entscheidungen, Managemententscheidungen in ei-nem unternehmen oder auch ärztliche entscheidungen kö­n-nen als entscheidungssituationen in einem komplexen System aufgefasst werden. Solche entscheidungssituationen sind cha-rakterisiert durch Zeitdruck, hohe einsätze und risiken, erfah-rene entscheider, fehlende, mehrdeutige oder fehlerhafte In-formation, z. T. unklare Ziele und Prozeduren, dynamische entwicklungen sowie Teamarbeit. Im Gegensatz zu bis dahin üblichen, künstlich hergestellten Laborsituationen zur unter-suchung menschlichen entscheidungsverhaltens werden in der neueren Literatur derartige Situationen als natürliche ent-scheidungssituationen bezeichnet [Klein 1998]. erfahrene ent-scheider erkennen Situationen mit Hilfe von Hinweisen oder

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• eine dritte Variante ist die erschö­pfende Suche „nach Allem“ (exhaustive research). Dazu gehö­rt die recherche relevanter Quellen im rahmen wissenschaftlicher Arbeiten oder die Sammlung von Konkurrenten für eine Marktanalyse.Wie finden Nutzer Informationen? Nutzer geben Anfragen in Suchmasken ein, durchstö­bern gefundene Links (browsen) oder fragen andere Menschen. Suchen, Browsen und Fragen sind die Grundbausteine menschlichen Suchverhaltens, die zu ei-nem Gesamtverhalten integriert und iteriert werden (Abbil-dung 3). eine Suche im Intranet einer Firma nach richtlinien für Dienstreisen ins Ausland kann mit der Suche nach dem Be-griff „Dienstreise“ beginnen, setzt sich auf der gefundenen Seite durch Anwählen der vorhandenen Links fort, führt dann zu einer veränderten Suchanfrage, und endet vielleicht in einem Telefonat mit einem erfahreneren Kollegen.Diese verschiedenen Verhaltenskomponenten fügen sich zu einem komplexen Suchverhalten zusammen, das man mit dem Sammeln von Beeren vergleichen kö­nnten („berry-picking“ mo-del, Bates 1989, Abbildung 4). Nutzer beginnen mit einem be-stimmten Informationsbedürfnis, formulieren eine Anfrage, bewegen sich iterativ auf mö­glicherweise komplexen Wegen durch das Informationssystem und sammeln dabei Informati-onen („Beeren“). Mit jeder neuen, gesammelten Information und jedem mehr an Wissen über das Informationssystem und sein Angebot, verändern sie ihre Anfragen.

Entscheidenein wesentliches Kriterium bei der untersuchung von ent-scheidungssituationen ist die erfahrung der entscheider. Man

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Biff

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Abbildung 3 • Integriertes Browsen, Suchen und Fragen über mehrere Iterationen am Beispiel der Suche im Intranet einer Firma nach richtlinien für Dienstreisen

ins Ausland (aus [rosenfeld & Morville 2002]).

A few good things(exploratory

seeking)The right thing(known-item seeking)

Everything(exhaustive research)

Abbildung 2 • Drei unterschiedliche menschlichen Suchverhalten (aus [rosenfeld & Morville 2002])

2 • menschliches informationsverhaltensuchenWas suchen Nutzer? In der einfachen Vorstellung von Nutzern, die eine Datenbank abfragen, suchen sie die „richtige Antwort“ auf ihre Fragen. Dieses Suchmodell geht von der Vorstellung von Fakten und Zahlen aus, die in Datenbanken gespeichert sind und präzise, z. B. in SQL formulierte Fragen von Nutzern, wie beispielsweise die Frage nach der einwohnerzahl von Ber-lin, beantworten.Tatsächlich ist diese Vorstellung von Suche zu einfach. es gibt wenigstens drei verschiedene Zielsetzungen und damit ver-bundene Vorgehensweisen ([rosenfeld & Morville 2002], Ab-bildung 2):• Nutzer suchen etwas ganz Bestimmtes (known-item seeking), wie z. B. die einwohnerzahl von Berlin oder die Hö­chstge-schwindigkeit von Dackeln. Dies entspricht tatsächlich der Su-che nach der „richtigen Antwort“.• Häufig gibt es aber nicht die „richtige Antwort“, vielmehr wird eher „etwas Passendes“ gesucht (exploratory seeking). Dies kö­nn-te beispielsweise ein Hotel in einer bestimmten Stadt sein, ein neues Familienauto oder eine Finanzierung für einen Haus-kauf. In einem solche Fall kann man nicht davon ausgehen, das perfekte Hotel, den idealen Neuwagen oder die beste aller mö­g-lichen Finanzierungen zu finden. Vielmehr geht es darum, eine nach bestimmten Kriterien geeignete Lö­sung zu finden. In sol-chen Fällen wird man am ende eines entscheidungsprozesses wahrscheinlich abwägen und eine Lö­sung aus einer Handvoll ähnlich gut geeigneter Kandidaten auswählen müssen.

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Information Engineering – Informationsdesign zur Unterstützung fundierter Entscheidungen im Web

Abbildung 6 • Beispiel der graphischen Navigationsleiste des online-Shops amazon.de [www.amazon.de]. Eine auf diese Weise realisierte Navigation erlaubt nur noch wenige weitere Links zu anderen Bereichen. Hier kommen konventionelle Gestaltungsansätze möglicherweise an ihre Grenzen.

FACHBEREICH INFORMATIONS- UND WISSENSMANAGEMENT

3 • Inhalte und ihre OrganisationAufgrund der intuitiven Weise, wie Menschen entscheiden, kann ein Entwickler eines Informationsangebotes nicht explizit wissen, welche Informationen in welchen Entscheidungssitua-tionen wie relevant sind. Daher zeichnen sich gute Informati-onsangebote dadurch aus, dass die zu einem bestimmten The-ma, zu einem bestimmten Produkt, oder zu einer bestimmten Dienstleistung gehörenden Informationen möglichst vollstän-dig vorgehalten werden. Sie werden dabei normalerweise nicht auf eine bestimmte Entscheidungssituation zugeschnitten, sondern bieten „Alles“ rund um ein Thema, ein Produkt oder eine Dienstleistung an. Dabei entstehen zunehmend komplexe, in aller Regel hierarchisch strukturierte Websites. Dazu zählen die Intranets großer Konzerne wie Microsoft oder Siemens mit vielen tausend Webseiten, klinische Informationssysteme, die alle über einen Patienten gesammelten Daten vorhalten, aber auch Angebote wie beispielsweise die Website SELFHTML zur Unterstützung von Webentwicklern (www.selfhtml.org) mit mehr als 1.500 HTML-Seiten.Das Internet ist das mit Abstand am schnellsten wachsende Medium. Nach einer Studie der School of Information Manage-ment and Systems der University of California [SIMS 2003] enthielt das Web im Jahre 2003 ein Datenvolumen von 92.000 Terabyte (die Textbestände der amerikanischen Kongressbib-liothek umfassen etwa 20 Terabyte). Davon lagen lediglich 2‰ in Form statischer Webseiten vor, alle anderen Seiten wurden bei Abruf dynamisch aus Datenbanken erzeugt. Und die Kom-plexität der Inhalte wächst weiter.

mit Hilfe von Orientierungs- und Navigationselementen visua-lisiert und zugänglich gemacht. Darüber hinaus werden In-halte, wo sinnvoll, über die hierarchischen Ebenen hinweg as-soziativ verlinkt. Diese Darstellung vereinfacht das Vorgehen im Web Design erheblich, repräsentiert aber eine zunehmend etablierte Konvention (siehe z. B. [Lynch & Horton 2002]). Der-artig strukturierte, so genannte Informationsräume haben häufig etwa folgende Größenordnungen:• 3 – 5 Hierarchieebenen,• 5 – 15 Navigationslinks pro Seite,• 100 – 1.000 Seiten insgesamt.Dabei werden solche Seiten, die aus Datenbanken dynamisch generierte, aber gleichartige Inhalte zeigen, wie z. B. ein Buch in amazon.de, nur einmal gezählt. Gute Gestaltung vorausge-setzt, können Durchschnittsnutzer Websites dieser Größen-ordnung explorativ erschließen und ein adäquates mentales Modell der Website und seiner Inhalte bilden. Form, Größe und Inhalt von Chunks sind nicht festgelegt. Das wesentliche Krite-rium ist vielmehr ihre Sinnhaftigkeit bzw. ihre Eigenschaft, als „Ganzes“ bzw. als „Gestalt“ prägnant wahrgenommen und ge-merkt werden zu können. Je nach Aufbereitung können Chunkseher wenig Information enthalten, wie beispielsweise eine ein-fache Tabelle, oder sehr viel Information, wie z. B. eine kom-plexe Informationsgraphik, beispielsweise eine Wetterkarte, die damit eine höhere Informationsdichte (Informationsgehalt pro Pixel, siehe auch data-ink-Verhältnis [Tufte 1983]) aufwei-sen kann. Bei gleichem Informationsvolumen erzeugen dichte Chunks kompaktere, und damit überschaubarere, Hierarchien als solche, die eher wenig Information tragen.

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Anforderungen an die GestaltungDas skizzierte, menschliche Such- und Entscheidungsverhal-ten führt zu einer Reihe von Anforderungen an die Gestaltung von Darstellungen, die zur Entscheidungsunterstützung einge-setzt werden sollen.• Um die dargestellte Situation möglichst gut als Ganzes er-fassen und damit einen Kontext herstellen zu können, sollte sich der Betrachter zunächst einen Überblick über alle vorhan-denen Daten verschaffen können (overview). Dabei spielen De-tails keine Rolle.• Zur Beobachtung von Hinweisen auf möglicherweise proble-matische Entwicklungen oder zur Erkennung von Mustern muss der Betrachter seine Aufmerksamkeit auf Teile der ge-zeigten Daten richten (zoom in) und gleichzeitig irrelevante Da-ten ausblenden können (�lter). Der Detaillierungsgrad muss genau so hoch sein, dass relevante Veränderungen der ge-zeigten Situation gerade noch dargestellt werden können. Zu viele Details können dagegen die Erkennung von Mustern be-einträchtigen.• Für den Fall, dass keine intuitive, auf Mustererkennung ba-sierende Strategie zur Bewältigung der Situation angewandt werden kann, muss der Betrachter auf eine rationale Entschei-dungsstrategie zurückgreifen können. Dazu muss es möglich sein, jedes einzelne Fakt oder Detail einer gezeigten Situation aus der Anzeige ablesen zu können (details).Die Anforderung einer optimalen Unterstützung dieses Vorge-hens mündet in das Grundprinzip overview �rst – zoom in and �lter – details on demand für die Gestaltung von Darstellungen zur Entscheidungsunterstützung [Shneiderman 1998].

Vor diesem Hintergrund kann insbesondere der Versuch, menschliche Entscheidungen mit Hilfe regelbasierter Systeme nachzubilden, nur scheitern, weil der überwiegende Teil menschlicher Entscheidungen intuitiv erfolgt. Grundlage für Entscheidungen ist vielmehr eine möglichst umfassende Situ-ationswahrnehmung. Damit erscheint aus heutiger Sicht eine Informationsvisualisierung, die eine bestimmte Situation um-fassend und nach dem Prinzip des overview �rst – zoom in and �lter – details on demand darstellt und hierbei insbesondere Mustererkennung unterstützt, wesentlich Erfolg verspre-chender als z. B. regelbasierte Systeme. Die Frage bleibt na-türlich, was eine Situation auszeichnet, was also relevant für ihre Wahrnehmung ist.

Das „menschliche Maß“Die für das Web Design inzwischen etablierten Grundsätze, Richtlinien und Konventionen repräsentieren das nach aktu-ellem Stand der Technik von Menschen gut handhabbare Infor-mationsvolumen. Nutzer derartiger Systeme sind in der Lage, sich ein Bild (mentales Modell, kognitive Landkarte) der angebo-tenen Informationen zu machen. Sie wissen jederzeit, wo sie sind, wie sie an andere Informationen innerhalb des Systems gelangen und wie die dargestellte Information zu verstehen ist. Dazu wird das gesamte Informationsvolumen in so genannte Chunks, d. h. in sich geschlossene, prägnante und sinnvolle In-formationseinheiten, aufgeteilt (chunking) und über Kategorien inzwischen meist in Form einer Hierarchie strukturiert (Infor-mationsarchitektur). Jedes Chunk wird im Prinzip mit Hilfe ei-ner Webseite dargestellt und die Hierarchie aller Webseiten

Abbildung 5 • Historische Entwicklung der Organisation von Inhalten in Abhängigkeit vom Volumen (linker Teil der Graphik aus [Rosenfeld & Morville 2002]). Mit größer werdendem Volumen haben sich auch die Mittel zur Darstellung von Inhalten, zunächst im Buchdruck und inzwischen auch im Webdesign, entwickelt. Content Design: Darstellung der Inhalte selbst, Entwicklung von Zeichen- und Textsatz. Page/Screen Design: Aufteilung von Druck- oder Bildschirmseiten, Entwicklung von Rastern. Site Design: Strukturierung größerer Sammlungen von Seiten in Kapiteln (Druck) oder in Hierarchien (Web), Entwicklung graphischer Orientierungs- und Na-vigationselemente im Webdesign. Die Organisation noch größerer Sammlungen, wie z. B. Bibliotheken oder große Websites, erfordert zunehmend sprachliche Mittel wie Indizes, Klassifikationen oder Thesauri. Inwieweit hier noch graphische Mittel zum Tragen kommen können, ist eine offene Frage.

QUERSCHNITT 21

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Information Engineering – Informationsdesign zur Unterstützung fundierter Entscheidungen im Web

Abbildung 8 • Kontinuum der Wissensrepräsentationsformalismen zur Darstellung stark strukturierter Daten wie z. B. relationale Datenmodelle (RDM) oder Uni�ed Modeling Language (UML), über Formalismen zur Darstellung schwach strukturierter Daten wie z. B. XML bis hin zu unstrukturierten Daten wie z. B. Dokumenten-sammlungen, die mit Hilfe von Information Retrieval-Techniken erschlossen werden können.

Tabelle 1 • Unterstützung von Suchaufgaben durch Wissensrepräsentationsformalismen bzw. Information Retrieval. Relationale Datenbanken erlauben sowohl die gezielte Suche nach bestimmten Einträgen als auch die Auflistung aller vorhandenen Einträge einer Datenbank. Die Suche nach einem zunächst unbekannten, aber passenden Eintrag kann dagegen eher aufwändig werden. XML-basierte Dokumente erlauben bei hohem Strukturierungsgrad eine leichte Suche nach einem bestimm-ten Eintrag oder die Auflistung aller vorhandenen Einträge, z. B. mithilfe von XMLQuery, aber auch die assoziative Suche nach einem passenden Eintrag, z. B. bei einer Modellierung als semantisches Netz. Die Unterstützung der Suchaufgaben durch Information Retrieval ist im Wesentlichen eine Frage von precision und recall für eine gegebene Dokumentensammlung.

FACHBEREICH INFORMATIONS- UND WISSENSMANAGEMENT

InformationsvisualisierungInsbesondere Informationsvisualisierung kann Suchaufgaben, Navigation und selbstverständlich auch die eigentliche Infor-mationsvermittlung effizient unterstützen.Die farbliche Hervorhebung von Objekten mit bestimmten, gesuchten Attributen beispielsweise, ermöglicht eine sehr schnelle Erfassung möglicher Kandidaten zur weiteren In-spektion (Abbildung 9) und erlaubt eine schnelle Suche für alle drei oben skizzierten Zielsetzungen (known-item seeking, explo-ratory seeking, exhaustive research).Der Hyperbolic Browser [Lamping & Rao 1996] ist ein Beispiel für die visuelle Unterstützung von Orientierungs- und Navigati-onsaufgaben. Das ausgewählte Element einer Hierarchie liegt zentral auf der Fläche. Die nächstliegenden Elemente sind kreis-förmig um das ausgewählte Element herum gruppiert. Jede weitere Ebene wird zum Rand hin immer enger dargestellt, bleibt aber trotzdem sichtbar. Die Wahl eines Elementes lässt dieses in die Mitte wandern, die Darstellung der gesamten Hie-rarchie wird entsprechend neu konfiguriert. Der Hyperbolic Browser ist ein Ansatz zur Lösung des so genannten Fokus + Kontext-Problems. Er realisiert eine Möglichkeit, einen be-stimmten Fokus detailliert zu betrachten, ohne den Gesamt-kontext im wahrsten Sinne des Wortes „aus den Augen“ zu verlieren.

sites ist eine optimale Situationswahrnehmung und damit eine effektive Entscheidungsunterstützung nur schwer zu errei-chen. Die in großen Websites zunehmend eingesetzten Such-funktionen erlauben zwar einen Sprung unmittelbar auf einen bestimmten Teilbereich der Website (subsite). Dabei geht aller-dings Kontext, und damit auch Überblick, verloren („Ist das wirklich der Bereich, den ich jetzt brauche, oder gibt es einen besseren?“).

5 • Ansätze für das InformationsdesignSuchmaschinen und -techniken, Methoden und Techniken der Informationsvisualisierung sowie das so genannte Mashup können helfen, Komplexität abzubauen und Informationsange-bote auf ein „menschliches Maß“ zu reduzieren (siehe Abbil-dung 7).

Suchmaschinen und -technikenSuchmaschinen und -techniken basieren auf Datenmodellen und Wissensrepräsentationsformalismen. Je nachdem, in wel-cher Form die zu modellierenden Daten zur Verfügung stehen, können unterschiedliche Techniken eingesetzt (siehe Abbil-dung 8) und die verschiedenen Suchaufgaben (known-item see-king, exploratory seeking, exhaustive research) unterschiedlich gut unterstützt werden (Tabelle 1).

Die Entwicklung zunehmend komplexer Inhalte ist aber nicht neu und hat im Laufe der Zeit immer wieder zu einer neuen Organisation von Inhalten geführt. (Abbildung 5).

4 • Stand der TechnikIn einer bestimmten Entscheidungssituation ist meist nur ein kleiner Teil der angebotenen Informationen wirklich wichtig. Die Suche nach relevanter Information und ihre Auswertung wird aber zunehmend erschwert:• Für viele Entscheidungen muss eine Vielzahl von Websites gesichtet werden. Informationsangebote behandeln normaler-weise immer nur einen bestimmten Themenkomplex wie z. B. Bahnreisen, Unterkünfte, Sportmöglichkeiten oder Sehens-würdigkeiten im Kontext einer Urlaubsplanung. Mitarbeiter einer größeren Firma werden oft mit vielen, sehr unterschied-lichen Intranetsites konfrontiert, die jede Abteilung dieser Fir-ma in Eigenregie für sich erstellt hat. • Websites mit vielen tausend Seiten sind keine Seltenheit mehr. Diese Seiten werden in entsprechend großen Hierar-chien strukturiert. Dies erfordert zunehmend aufwändige und oft auch nicht mehr nachvollziehbare Orientierungs- und Navi-gationsstrukturen (Abbildung 6).• Webseiten, in denen über 3 – 4 und manchmal sogar mehr Bildschirmseiten geblättert werden muss.

Viele Websites scheinen überzuquellen und jedes „mensch-liche Maß“ verloren zu haben. Die Entwicklung der Inhalte sprengt offensichtlich die aktuell genutzten Möglichkeiten der Gestaltung von Websites. Dafür gibt es mehrere Gründe:• Eine typische Beschränkungen, die aus dem HTML-Standard resultiert, ist eine Text- und Tabellenlastigkeit der Darstellung von Inhalten. Die dynamische Generierung von HTML-Texten und -Tabellen ist einfach, die Gestaltung durch Konventionen leicht, insgesamt also technisch und gestalterisch wenig auf-wändig.• Die textlastige Darstellung der Browser erlaubt allerdings nur wenig Mustererkennung im Sinne der Informationsvisuali-sierung. Texte müssen gelesen oder zumindest überflogen werden, wozu foveale Abtastung notwendig ist. Dies weist nach dem Prinzip des overview �rst – zoom in and �lter – details on demand auf die unterste Detailebene hin.• Informationsgraphiken können Information höher verdichten und Mustererkennung besser unterstützen. Allerdings müs-sen die Graphiken für jeden Anwendungsfall neu entworfen werden. Insbesondere die dynamische Generierung von Infor-mationsgraphiken ist noch wenig durch geeignete Werkzeuge und Standards unterstützt, benötigt Designer und Program-mierer, und ist daher immer noch sehr aufwändig.Mit Hilfe der heute verbreiteten Mittel zur Gestaltung von Web-

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Abbildung 7 • Darstellung der verschiedenen Möglichkeiten, die Komplexität einer Website zu verringern. Die Dreiecke repräsentieren Seitenhierarchien. Dabei zeigt (1) den für eine Entscheidung relevanten Teilbereich (blau) einer großen Website (grau), (2) den Einsprung in einen relevanten Teilbereich über eine Such-maschine, (3) die Vergrößerung des handhabbaren Ausschnitts mit Hilfe besserer Orientierungs- und Navigationsgraphiken und (4) die Vergrößerung des Ausschnitts durch höhere Verdichtung der dargestellten Information, z. B. mit Hilfe von Informationsgraphiken.

QUERSCHNITT 21

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Information Engineering – Informationsdesign zur Unterstützung fundierter Entscheidungen im Web

Abbildung 11 • Beispiel einer interaktiven, in SVG implementierten Informationsgraphik zur Darstellung der Bevölkerungspyramide (Quelle: Statistisches Bundesamt Deutschland, www.destatis.de). Einzelne Werte können abgefragt oder der zeitliche Verlauf der Bevölkerungsentwicklung über verschiedene Jahre animiert werden.

FACHBEREICH INFORMATIONS- UND WISSENSMANAGEMENT

Altersaufbau 2001Deutschland

6 • DiskussionSuchmaschinen und -technikenDatenmodelle und Wissensrepräsentationsformalismen sind im Gegensatz zu graphischen Darstellungen symbolische bzw. sprachbasierte Werkzeuge. Sie haben damit das Potential, das Abstraktionsvermögen von Sprache, und damit ein wesent-liches Mittel zur Reduktion von Komplexität, nutzbar zu ma-chen. Da die Komplexität der Inhalte weiter zunimmt, wird die Suche nach relevanter Information aufwändiger. Nach aktu-ellem Stand der Technik können graphische Mittel für diese Aufgabe nur sehr begrenzt eingesetzt werden. Interessanter-weise kommt Google, die zurzeit sicherlich mächtigste Such-maschine für das Web, ohne jede Graphik aus. Es ist davon auszugehen, dass sprachbasierte Werkzeuge zukünftig an Be-deutung gewinnen werden. Wie gut allerdings Suchmaschinen und -techniken Suchaufga-ben unterstützen können, hängt letztendlich davon ab, wie prä-zise die symbolische Repräsentation der Suchdomäne das Ver-ständnis der Nutzer (Semantik) widerspiegelt. Unterschiedliche Auffassungen der Domäne und sprachliche Mehrdeutigkeit er-

Informationsgraphiken erlauben darüber hinaus insbesondere eine Verdichtung von Information. Eine tabellarische Darstel-lung der in Abbildung 11 gezeigten Bevölkerungsdaten würde sehr viel mehr Platz auf dem Bildschirm beanspruchen und gleichzeitig die Erfassung der in den Daten enthaltenen Infor-mationen deutlich erschweren.

MashupEin mashup ist eine Website oder eine Webanwendung, die In-halte aus verschiedenen Quellen nahtlos in eine integrierte Nutzerfahrung (use experience) kombiniert [Wikipedia 2006]. Ty-pische Beispiele für mashups sind Websites, in denen Karten des Anbieters Google (Google Map) mit zusätzlichen Informati-onen, wie beispielsweise eine Wegbeschreibung, kombiniert werden. Eine andere Form von mashup, die zunehmend Ver-breitung findet, sind so genannte Widgets (Abbildung 12). Ma-shups erlauben eine auf bestimmte Aufgaben zugeschnittene Zusammenstellung und Aufbereitung von Informationen.

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Abbildung 10 • Hyperbolic Browser als Beispiel für eine graphische Navigation, wie sie auf der Website des Informationsdienstleisters Lexis Nexis eingesetzt wird. (Quelle: www.lexisnexis.com).

Abbildung 9 • Beispiel für visuelle Suche, unterstützt durch geeignete Farbgebung

Querschnitt 21

7 • FazitAuch wenn die Darstellung an vielen Stellen sehr verkürzt oder vereinfacht erscheint, lassen sich doch wesentliche Schwach-stellen heutiger webbasierter Informationssysteme analysie-ren und Ansatzpunkte für eine bessere unterstützung fun-dierter entscheidungen im Web aufzeigen.Die Gestaltung von Websites wird zunehmend von Konventi-onen bestimmt. Konventionen bedeuten Transferierbarkeit vor-handener erfahrungen und damit eine effektivere Nutzung. Sie bedeuten auch eine effektivere erstellung solcher Websites, weil sich Konventionen leichter in Templates und Werkzeugen kodieren lassen (siehe z. B. Microsoft Frontpage, Apple iWeb, Adobe GoLive Templates). „Konventionelles“, d. h. textlastiges, Webdesign funktioniert allerdings nur in engen Grenzen wirk-lich gut (siehe Abschnitt 2). Aufgrund der wachsenden Komple-xität der Inhalte stehen die entwickler und Designer von web-basierten entscheidungsunterstützungssystemen daher vor Herausforderungen:• Sprachbasierte Suchmaschinen und -techniken werden an Be-deutung gewinnen. Sie müssen allerdings für Nutzer dieser Systeme auch transparenter und flexibler in der Handhabung sowie der Auswertung der ergebnisse werden, um das skizzier-te, iterative Suchverhalten von Nutzern effektiv unterstützen zu kö­nnen. Hierbei kann Informationsvisualisierung helfen.• Das Web muss „graphischer“ werden, um sowohl Navigation und Orientierung in komplexen Websites zu verbessern, als auch komplexere Such- und entscheidungssituationen trans-parenter, als dies mit textuellen Mitteln wie beispielsweise Tabellen mö­glich ist, darzustellen. Allerdings fehlen insbeson-dere für den Bereich der Navigation und Orientierung gute Vi-sualisierungsansätze, die auch in effektiver Nutzung resultie-ren, als auch Werkzeuge und Standards, die eine effiziente realisierung von dynamisch-interaktiven Informationsgraphi-ken in Web-Anwendungen ermö­glichen.

literatur1 • Bates M.: the design of browsing and berrypicking techniques for the online search interface. Online review 13(5), 1989 � • Klein G.: sources of power – how people make decisions. the Mit Press, 1998 � • Lamping J. & rao r.: the hyperbolic Browser: A Focus + context technique for visualizing large hierarchies. Jour- nal of Visual Languages and computing 7(1): 33 – 55, 1996 � • Lynch P.J. & horton s.: Web style Guide: Basic Design Principles for creating Web sites. Yale university Press, 2002 5 • Morville P.: Ambient Findability. O’reilly, 2005 � • school of information Management and systems (siMs): how much information 2003. university of california, 2003 7 • shneiderman B.: Designing the user interface – strategies for effective human-computer interaction. Addison-Wesley, 1998 � • rosenfeld L. & Morville P.: information Architecture. 2nd ed., O’reilly 2002 9 • tufte e.r.: the Visual Display of Quantitative information. Graphics Press, 1983 10 • Wikipedia contributors: Mashup (web application hybrid). Wikipedia – the Free encyclopedia, 1 november 2006, <http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Mashup%28 web_application_hybrid%29&oldid=84992392> (Zugriff 03. 11 .2006)

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information Engineering – informationsdesign zur unterstützung fundierter Entscheidungen im Web FAchbereich inFormAtions- und wissensmAnAgement

schweren die Konstruktion effektiver Suchmechanismen. ein schwerwiegender Nachteil ist daher, dass Suchergebnisse aus Benutzersicht oft nicht nachvollziehbar sind und daher wenig transparent erscheinen. Darüber hinaus erlauben Suchma-schinen beispielsweise nicht die explorative erkundung der umgebung eines Treffers in dem Sinne, dass Nutzer leicht er-kennen kö­nnten, welches ergebnis eine leichte Variation ihrer Anfragen herbeiführen würde. Stattdessen muss die aktuelle ergebnisliste abgespeichert, eine variierte Liste neu erzeugt und diese dann eintrag für eintrag gegen die bereits abgespei-cherte Liste verglichen werden. Die entwicklung iterativer Suchstrategien, wie in Abschnitt 2 skizziert, ist daher nur mit sehr großem Aufwand mö­glich.

informationsvisualisierungGute Informationsvisualisierungen kö­nnen komplexe Such- und entscheidungssituationen transparent vermitteln. eine wesentliche Voraussetzung einer beispielsweise visuell unter-stützten Suche ist allerdings die geeignete Visualisierung der Suchmenge. eine Visualisierung der Menge aller verfügbaren Hotels einer Stadt, in der man eine passende unterkunft sucht, kann man sich vielleicht noch gut vorstellen. Aber wie visuali-siert man die Menge aller Selbsthilfetipps für Diabetes?ein weiteres Problem ist die technische umsetzung von insbe-sondere dynamischen und interaktiven Informationsgraphiken in Web-Anwendungen, wie sie für eine effektive entschei-dungsunterstützung benö­tigt wird (siehe Abschnitt 2). Zwar existiert mit Scalable Vector Graphics (SVG, www.w3.org/Gra-phics/SVG) ein mächtiger und offener Standard zur deklara-tiven Beschreibung derartiger, zweidimensionaler Informati-onsgraphiken. Allerdings hat sich dieser Standard bisher noch nicht recht, insbesondere gegen das im Bereich des Marke-tings stark favorisierte, proprietäre Macromedia-Format Flash, durchsetzen kö­nnen. Mit der Marketinglastigkeit weiter Teile der heute verfügbaren Angebote erscheint das Flash-Format wichtiger, der offene Standard SVG kommt nur langsam voran. Andere Standards sind zurzeit nicht in Sicht. entwickler von Informationsvisualisierungen verwenden daher entweder das für diesen Zweck eher ungeeignete Macromedia-Format Flash, oder erzeugen Server-seitig gängige Bildformate wie PNG oder JPG, die für den Nutzer allerdings nur sehr bedingt inter-aktiv sein kö­nnen.Informationsvisualisierung lässt sich kaum standardisieren. Für praktisch jede Such- und entscheidungssituation müssen Informationsgrafiken neu entworfen und technisch umgesetzt werden. Wirklich gute Werkzeuge sind aber nicht verfügbar. Die entwicklung interaktiver und dynamischer Informationsvi-sualisierungen ist daher zeitaufwändig und teuer.

mashupDie Technik des mashup hat das Potential, durch vergleichswei-se leichte und schnelle Kombination einzelner Informations-dienste Angebote zu erstellen, die genau auf bestimmte Such- und entscheidungssituationen zugeschnitten sind. Sie erfordert allerdings, genau wie die Anbindung von Datenbanken zur Ge-nerierung von Inhalten, Programmieraufwand. Während es al-lerdings bei Datenbanken mit SQL einen standardisierten Zu-gang gibt, und damit eine Mö­glichkeit, Werkzeuge zu entwickeln und „Nicht-Programmierern“ zur Verfügung zu stellen, neh-men im Vergleich dazu die mö­glichen Schnittstellen (applica-tion programming interfaces APIs) für das mashup mit jedem neu verfügbaren Informationsdienst derzeit eher noch zu.

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Abbildung 12 • Die Wettervorhersage für den raum Darmstadt am 22.9.06, links dargestellt auf der eigentlichen Webseite des Dienstleisters (www.wetter.com, die relevante Information ist schwarz umrandet) und rechts dargestellt in der Form eines Apple Dashboard Widgets (technisch eine Webseite), das durch mashup mit den gleichen Daten von wetter.com bestückt wird. Während die originale Seite 990 x 2549 Pixel benö­tigt, ist das Widget nur noch 291 x 760 Pixel groß (siehe Grö­ßenver-gleich unten Mitte) und prägnanter in der Darstellung.

1 • EinleitungDas Ziel des hier zur Vorstellung kommenden Entwicklungs-vorhabens war es, geometrisch hochpräzise Kugelumlauf-spindeln durch Walzen herzustellen, um auf diesem Wege das zeit- und damit kostenintensive Schleifen zu ersetzen. Der Stand der Technik in der industriellen Praxis ist, dass das vor-geformte Spindelprofil geschliffen wird, um so die von der Pra-xis angestrebte Präzision des Steigungsfehlers von 0,03 mm auf 300 mm Spindellänge zu erreichen.Durch Walzen mit herkömmlicher Maschinentechnik ist die von der Praxis angestrebte Bauteilgeometrie bzw. Profilprä-zision nicht zu realisieren. Insofern ist es das Ziel dieser Un-tersuchung herauszufinden, wodurch sich die unzureichende Bauteilqualität durch den Walzvorgang erklären lässt.Der Stand der Walztechnik in diesem Bereich der Umform-technik ist, dass im Rahmen einer Serienfertigung nur weni-ge Bauteile den vorgenannten geometrischen Anforderungen genügen. Zurückzuführen ist dieser Sachverhalt auf die dabei üblicherweise eingesetzte Maschinentechnik des Walzens mit zwei rotationssymmetrischen Walzwerkzeugen, sowie der Bauteilführung vor, während und nach dem eigentlichen Walz-vorgang.Die Basis für diese Untersuchungen stellte eine CNC-gesteu-erte Profilwalzmaschine dar, bei der sowohl die translatori-sche Vorschubbewegung des Schlittens als auch, mit dieser mathematisch verknüpft, die beiden Rotationsbewegungen der Walzwerkzeuge durch eine CNC-Steuerung gewährleistet wa-ren. Die geometrischen Walzergebnisse wurden auf einer am Fachbereich Maschinenbau vorhandenen CNC-gesteuerten Drei-Koordinaten-Messmaschine der Fa. Leitz erfasst und aus-gewertet.

2 • MaschinentechnikDie bei den Untersuchungen eingesetzte Versuchsmaschine (Abbildung 1) ähnelt in ihrem konstruktiven Aufbau denen her-kömmlicher Gewindewalzmaschinen, die heute üblicherweise zum Walzen von Kugelumlaufspindeln eingesetzt werden. Im Gegensatz zu diesen Maschinen verfügt die Versuchmaschine über einen speziell für derartige Untersuchungen ausgelegten Kraftrahmen, der die drei CNC-Antriebseinheiten aufnimmt.Die Antriebstechnik der vorstehend gezeigten Versuchsma-schine besteht aus zwei Walzspindeln, über jeweils ein Plane-tengetriebe 1:42 untersetzt, und jeweils angetrieben von einem hochdynamischen Drehantrieb der Fa. Indramat. Die bocksei-tige Walzspindel steht ortsfest, die translatorisch bewegte Walzspindel ist in einem Schlitten aufgenommen, dessen Vor-schubbewegung über ein Hubspindelgetriebe mit vorgesetz-tem Planetengetriebe ebenfalls von einem hochdynamischen Drehantrieb erzeugt wird. Die mechanischen Aufnahmen der beiden Walzspindeln sind konstruktiv so ausgelegt, dass ein Schwenken, gleichsinnig oder gegenläufig, der beiden Walz-spindeln bis zu 20 Grad möglich ist. Die Einstellung der Spin-delneigungen wird über hochgenaue Inklinometer erfasst und überwacht, so dass auch während eines Walzvorgangs, bei dem Kräfte von bis zu 500 kN umgesetzt werden, jede geo-metrische Veränderung der Spindellagen als Reaktion auf den Walzvorgang erkannt werden kann.Ein Industrie-PC realisiert die antriebstechnische Steuerung der Anlage, der über entsprechende Leistungseinheiten der Antriebe, diese als komplett mathematisch verknüpfte 3-Achs-CNC-Steuerung (Bahnsteuerung) bedient.

WALZEN VON KUGELUMLAUFSPINDELNAutoren •Prof. Dr.-Ing. Klaus EichnerProf. Dr.-Ing. Ernst Hammerschmidt

FACHBEREICH MASCHINENBAUWalzen von Kugelumlaufspindeln

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Die hier zur Darstellung kommenden Untersuchungen wurden im Rahmen eines BMBF/AIF – geförderten Forschungsvorhabens (FH3-Programm) erarbeitet, welches in den Jahren 2003 bis 2005 im Produktionstechnik-Labor des Fach-bereichs Maschinenbau dieser Hochschule durchgeführt wurde.

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QUERSCHNITT 21

Querschnitt 21

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Walzen von kugelumlaufspindeln FAchbereich mAschinenbAu

Abbildung 2 • Steigungslose rillenwalzwerkzeuge

triebstechnik die gleichen reaktionsmuster festzustellen sind, woraus sich mö­glicherweise eine erklärung ableiten lassen sollte.

5 • walzversucheBei der Durchführung der im Folgenden beschriebenen Walz-versuche wurden selbstverständlich alle durch die Maschi-nentechnik beeinflussbaren Walzparameter, wie Walzkräfte, Vorschubwege, Vorschubgeschwindigkeiten und Spindelnei-gungen innerhalb gewisser Grenzen variiert, so dass die Be-deutung und einflussnahme jedes Versuchparameters auf das resultierende Walzergebnis eindeutig zugeordnet und beurteilt werden konnte. Die in der Folge dargestellten Zusammenhän-ge subsummieren den jeweiligen endstand der erkenntnisse reduziert auf die wesentlichen Aussagen.

Walzen von steigungslosen rillenprofilenBei diesem Teil der untersuchungen wurden, wie in Abbildung 3 gezeigt, steigungslose rillenprofile mit den steigungslosen rillenwalzwerkzeugen im einstechverfahren gewalzt, wobei die Achsen der Walzwerkzeuge in der gleichen horizontalen ebene lagen.Abbildung 3 zeigt die beim rillenwalzen resultierende Werk-zeug-/Werkstück-Situation, wobei das besondere Augenmerk auf das Kraft-/Flächenverhältnis zu Beginn, während und nach der umformung gelenkt sein soll.Das mittig und von seiner Achslage her in der gleichen ebene positionierte kurze Werkstück liegt auf einem entsprechend ausgerichteten Auflagelineal und wird von dem sich drehenden rechten Walzwerkzeug, welches schlittenseitig aufgenommen ist, gegen das bockseitige, linke sich drehende Walzwerkzeug geschoben. Zu Beginn der umformung berühren beide Walz-

werkzeuge die Walzprobe in den jeweiligen Berührpunkten, was zu einer absolut symmetrischen Belastung des Walzgutes führt. Danach dringen beide Walzwerkzeuge symmetrisch in den Werkstückstoff ein, was zu einer erhebliche Kontakt-flächenvergrö­ßerung zwischen Werkzeugen und Werkstück führt, und damit verbunden, einen massiven Anstieg der resul-tierenden Walzkräfte und -momente zur Folge hat. Die resul-tierenden Verläufe der Messgrö­ßen, wie Vorschubkraft, Dreh-momente von Werkzeug- und Vorschubantrieben und Vor- schubwege, zeigt Abbildung 4.Schon an dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die Ver-läufe der Antriebsdrehmomente aller drei Motoren (schwarz, rot, grün) in den ersten Sekunden des Walzgeschehens (1 bis 5 s) annähernd identisch verlaufen. Hiermit bestätigt sich die zuvor getroffene Aussage, dass, wie in Abbildung 3 gezeigt, zu Beginn der umformung absolut geometrisch identische Ver-hältnisse vorhanden sind, die sich auch in der Symmetrie der aus der umformung resultierenden Drehmomentverläufe bei-der Walzwerkzeuge wiederfinden lassen.Die nach dem ersten punktfö­rmigen Berühren der Walzwerk-zeuge durch das eindringen der Walzwerkzeuge resultierende Flächenvergrö­ßerung und der damit verbundene starke reak-tionskräftezuwachs führt zu identisch ansteigenden Drehmo-mentverläufen.

spindelwalzen im DurchlaufverfahrenDie in dieser Verö­ffentlichung gezeigten Diagramme der Ver-läufe der Versuchsparameter stellen die Versuchsergebnisse dar, die mit identischen bzw. vergleichbaren Maschineneinstel-lungen realisiert wurden.Von besonderer Bedeutung für die Beurteilung der Versuchs-ergebnisse, und daher an dieser Stelle ausdrücklichst betont,

Abbildung 1 • Mechanik Versuchsmaschine P III

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3 • werkzeugtechnikZum Walzen von Kugelumlaufspindeln setzt die industrielle Praxis üblicherweise fertig konfektionierte und, weil hoch-genau geschliffen, sehr teure Walzwerkzeuge ein. In der re-gel werden diese industrieüblichen Walzwerkzeuge auf zwei parallel angeordneten Walzspindeln aufgenommen. Die dar-aus entstehende Konsequenz ist, dass weder vorhaltend noch nachhaltend eine Korrektur der geometrischen Verhältnisse der Walzwerkzeuge zueinander mö­glich ist.unsere untersuchung wurde daher mit steigungslosen ril-lenwalzwerkzeugen (Abbildung 2) durchgeführt, die bei der Durchführung der entwicklungsarbeiten zu folgenden unter-suchungstechnischen Vorteilen führten: Die steigungslosen rillenwalzwerkzeuge erlauben nach ganggetreuem gegenläu-figem Schwenken der Werkzeuge eine gleiche Spindelgeomet-rie zu walzen, wie dies bei dem einsatz praxisüblicher Walz-werkzeuge mö­glich ist. Allerdings verbunden mit dem Vorteil, dass eine direkte einflussnahme auf das Walzergebnis bzw. die resultierende Bauteilqualität, durch korrigierende Verän-derungen der Werkzeuggeometrie zueinander, mö­glich ist.

4 • walzprozessZurückliegende untersuchungen am Institut für umformtech-nik der Technischen universität Darmstadt zum Walzen von Oberflächenprofilen führten zu der erkenntnis, dass die nach der umformung resultierende Bauteilpräzision direkt abhängig ist von der Gleichfö­rmigkeit der Bewegungen der Walzwerk-zeuge. Beim Spindelwalzen kommt dieser Gleichfö­rmigkeit der Drehbewegung die überragende Bedeutung zu, da Spindeln üblicherweise im Durchlaufverfahren gewalzt werden. Dies bedeutet, dass die radiale Position der beiden Walzwerkzeuge unverändert bleibt, und somit die Vorschubachse lediglich die

Aufgabe des Haltens der schlittenseitigen Spindelachse über-nimmt. Allerdings führt das schlittenseitig aufgenommene Walzwerkzeug im ersten Moment des Walzvorgangs einen kurzen Hub senkrecht zur Achse des Walzgutes aus und zwar so lange, bis die Lage beider Walzwerkzeuge zueinander so ist, dass die gewünschte Spindelgeometrie mit ihrem angestrebten Kerndurchmesser realisiert werden kann.Von entscheidender Bedeutung für den anschließenden Walz-prozess ist, dass nach erreichen der Kerntiefe des schlitten-seitig aufgenommenen Walzwerkzeuges sich beide Walzwerk-zeuge mit absoluter Präzision der Gleichfö­rmigkeit rotatorisch bewegen.Die zuvor angesprochenen untersuchungen an der TuD hat-ten beim Walzen auf herkö­mmlichen Walzmaschinen zu der eindeutigen erkenntnis geführt, dass der kurzen Zeitspan-ne von der ersten Berührung des schlittenseitig aufgenom-menen Walzwerkzeuges mit dem Walzgut bis zum erreichen der vorgesehenen maximalen eindringtiefe eine fundamentale Bedeutung zukommt. unklar blieb dabei, wodurch sich die-se Bedeutung erklärt. entweder durch die unsymmetrie des Walzgeschehens an sich, will heißen, dass das schlittenseitige Walzwerkzeug translatorisch bewegt wird und das bocksei-tige eben nicht, was mö­glicherweise zu unsymmetrischem Fließverhalten des Werkstückstoffs führen kann. Oder aber, die durch die unsymmetrische Krafteinleitung resultieren-de unsymmetrie, die sich seitenabhängig unsymmetrisch in den beiden Getriebezügen der Antriebstechnik herkö­mmlicher Walzmaschinen wiederfindet, und deshalb die Gleichfö­rmig-keit der Drehbewegung der beiden Walzwerkzeuge negativ beeinflusst.es galt also im rahmen der vorliegenden untersuchung her-auszufinden, ob auch beim einsatz hochpräziser CNC-An-

Querschnitt 21

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Walzen von kugelumlaufspindeln FAchbereich mAschinenbAu

Abbildung 5 • Werkzeug-/ Werkstücksituation beim Spindelwalzen im Durchlaufverfahren

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

Zeit (s)82-GE087448-0411021228

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163

164

165

166

4

8

12

16

20

24

28

32

1/min mm Nm

Kanal 3 ( ) Kanal 7 ( ) Kanal 11 ( ) Kanal 14 ( ) Kanal 2 ( ) Kanal 12 ( ) Kanal 9 ( )

1580

Spindelwalzversuche P3 Oktober 2004

Wer

kzeu

gdre

hfre

quen

zVo

rsch

ubkr

aft

Vors

chub

weg

e

Dre

hmom

ente

Max. Antriebsdrehmomente an MotorenWerkzeug links 81.280 Nm (3)Werkzeug rechts 66.200 Nm (7)Vorschub C3 42.750 Nm (11)max. Vorschubkraft 18.760 t (14)Werkzeugdrehzahl 8.0900 1/min (2)

max. Vorschubwege, gemessenam Schlitten: 164.864 mm (12)am Motor: 165.600 mm (9)

Spindel

Abbildung 6 • Verläufe der Messgrö­ßen beim Spindelwalzen im Durchlaufverfahren

linkes Walzwerkzeug rechtes Walzwerkzeug

steigungslose Werkzeuge

Werkzeugachsen geschwenktKraft F

Abbildung 3 • Werkzeug-/ Werkstücksituation beim Walzen von steigungslosen rillenprofilen im einstechverfahren

0 5 10 15 20 25 30 35 40

40-X8087524-04081011 Rille

0

13

-13

26

39

52

65

78

91

159

160

161

162

163

164

165

166

4

8

12

16

20

24

28

32

1/min mm Nm

Kanal 3 ( ) Kanal 7 ( ) Kanal 11 ( ) Kanal 14 ( ) Kanal 2 ( ) Kanal 12 ( ) Kanal 9 ( )

1580

Rillenwalzversuche P3 August 2004

Wer

kzeu

gdre

hfre

quen

zVo

rsch

ubkr

aft

Vors

chub

weg

e

Dre

hmom

ente

Max. Antriebsdrehmomente an MotorenWerkzeug links 72.160 Nm (3)Werkzeug rechts 29.600 Nm (7)Vorschub C3 41.120 Nm (11)max. Vorschubkraft 15.400 t (14)Werkzeugdrehzahl 8.080 1/min (2)

max. Vorschubwege, gemessenam Schlitten: 165.571 mm (12)am Motor: 165.800 mm (9)

Zeit (s)

90

Abbildung 4 • Verläufe der Messgrö­ßen beim Walzen von steigungslosen rillenprofilen im einstechverfahren

Kraft F

linkes Walzwerkzeug rechtes Walzwerkzeug

steigungslose Werkzeuge

Querschnitt 21

h_daSCHNECKE

BezeichnungZeichn. Nr. Nr. 85Prüfer HADatum 11-MAR-05 12:12Bemerkung SpindelDimension metrischSollsteigung 8.0250

MEHRFACHE MESSUNG AM UMFANG 4X

Steigungsfehler relativ zum ersten Punkt (obere Flanke)

50

100

(*10-3)

-50

0

-150

-100

5 15 252010 3530

Z

ϕo2л

ϕo2л

ϕo2л

ϕo2л

Psoll 8.0250Pist 8.0254

Abw 0.0004

Tol 0.0100/ -0.0100

Ele Prof _L_E (1)

Steigungsdifferenz zur Regressionsgeraden (obere Flanke)

50

100

(*10-3)

-50

0

-150

-100

5 15 252010 3530

Z

Pb 0.0769 *Tol 0.0100

Pf 0.0764 *Tol 0.0100

Pα ********Tol ********Ber. ********

Steigungsdifferenz zur Regressionsgeraden (untere Flanke)

50

100

(*10-3)

-50

0

-150

-100

5 15 252010 3530

Z

Pb 0.1084 *Tol 0.0100

Pf 0.1383 *Tol 0.0100

Pα ********Tol ********Ber. ********

Steigungsfehler relativ zum ersten Punkt (untere Flanke)

50

100

(*10-3)

-50

0

-150

-100

5 15 252010 3530

Z

Ele Prof _R_E (1)

Psoll 8.0250Pist 8.0260

Abw 0.0010

Tol 0.0100/ -0.0100

50 100 150 200 250

50 100 150 200 250

50 100 150 200 250

50 100 150 200 250

Abbildung 7 • Messergebnisse der Steigungsabweichungen und der Steigungsschwankungen an einer gewalzten Spindel

9�

Walzen von kugelumlaufspindeln FAchbereich mAschinenbAu

9�

ist die Tatsache, dass sowohl bei den Walzversuchen im ein-stechverfahren, bei denen steigungslose rillen im Werkstück erzeugt wurden, als auch bei den Spindelwalzversuchen im Durchlaufverfahren, das jeweilige Walzgut frei beweglich auf Auflagelinealen gehalten wurde. Sowohl beim einstechwalzen als auch im Durchlaufwalzen wurden keinerlei vorrichtungs-technische Maßnahmen, wie z. B. die Werkstückaufnahme zwi-schen Spitzen oder Schwenklinealaufnahmen, eingesetzt. D. h., dass sich die jeweiligen Werkstücke solange frei bewegen konnten bis sich eine Zwangsführung durch die in sie eindrin-genden Walzwerkzeuge ergab. Abbildung 5 zeigt die geomet-rischen, walztechnischen Zusammenhänge beim Spindelwal-zen im Durchlaufverfahren.entsprechend gegenläufig geneigte Walzspindeln erzeugen im Walzgut das beabsichtigte schraubenfö­rmige Profil, das sich schlussendlich Kugelumlaufprofil nennt. Bedingt durch die Spindelneigung berühren nun die Spitzen der steigungs-lose Walzwerkzeuge das Walzgut unsymmetrisch, und zwar in axialer richtung des Walzgutes betrachtet das rechte Walz-werkzeug, schlittenseitig aufgenommen, und das linke Walz-werkzeug, welches bockseitig ortsfest steht. Das Prinzipbild 5 zeigt im unteren Teil der Darstellung die so resultierende un-symmetrie des eindringvorganges der Walzwerkzeuge in den Werkstückstoff.Besagte unsymmetrie findet man auch in dem folgenden Di-agramm (Abbildung 6) wieder und zwar dort bei den resultie-renden Drehmomentverläufen der Antriebe des rechten Walz-werkzeugs (rot) und des linken Walzwerkzeugs (schwarz). Diese Verläufe resultieren im Gegensatz zum Walzen von stei-gungslosen rillen in den ersten Anfängen der umformung (1 bis 5 s) ebenso unsymmetrisch, wie sich auch die unsymmet-rische Situation Werkzeuge/Werkstück schon geometrisch ergeben hat.

6 • ergebnisseDer Vergleich der maschinentechnischen Versuchsergebnisse führt zu der erkenntnis, dass die zuvor gezeigten unsymmet-rischen geometrischen Verhältnisse zwischen dem Walzen von steigungslosen rillen im einstechverfahren und dem Spindel-walzen im Durchlaufverfahren zu den vermuteten unsym-metrien der Drehmomentverläufe der die Drehbewegung er-

zeugenden Antriebe führen. Dies hat die Konsequenz, dass in den ersten Momenten des eindringvorgangs beim Walzen von Spindeln im Durchlaufverfahren als reaktion auf die unsym-metrie eine Versetzung oder Verschiebung der Walzspindel-achse zur Folge hat, die im weiteren Fortgang der umformung unverändert beibehalten bleibt.Vorstehende Ausführungen treffen gleichermaßen auch für das Walzen von Spindeln im Durchlaufverfahren mit industrie-üblichen Walzwerkzeugen zu, da auch bei diesen, geometrisch bedingt, das unsymmetrische Ansetzen der Walzwerkzeuge am Walzgut unvermeidlich ist. Auch wenn die Praxis versucht diesem umstand dadurch rechnung zu tragen, dass man üb-licherweise derartige Walzwerkzeuge konisch verjüngt am Walzgut ansetzen lässt, so bleibt auch dort die geometrische unsymmetrie in den ersten Momenten des umformgesche-hens unvermeidlich.Der geometrische Vergleich von Kugelumlaufspindeln, die auf herkö­mmlichen Walzmaschinen gefertigt wurden, mit denen, die auf unserer Versuchsmaschine mit CNC-Antriebstechnik gewalzt wurden, zeigt, dass die mit CNC-Technik gewalzten Spindeln über eine deutlich hö­here Gleichfö­rmigkeit der nach dem Walzen resultierenden Profilgeometrie verfügen, dass aber der ursprüngliche Fehler durch die unsymmetrischen Gegebenheiten am Anfang der umformung auch dadurch nicht korrigiert werden kann.Abbildung 7 zeigt die Messergebnisse der Steigungsabwei-chungen und der Steigungsschwankungen an einer gewalzten Spindel beispielhaft, gemessen auf einer Drei-Koordinaten-Messmaschine.Wie zuvor schon ausgeführt ist bemerkenswert, dass die Stei-gungsschwankung der resultierenden Spindelgeometrie sich immer annähernd als konstante Grö­ße ergab und in etwa iden-tisch mit dem absoluten Steigungsfehler ist.unseres erachtens nach ist hiermit der Nachweis geführt, dass sich die CNC-Antriebstechnik beim einsatz des Walzens von Kugelumlaufspindeln im Durchlaufverfahren mit hoher Präzision geometrisch wiederholt, und die an den gewalzten Spindeln festzustellenden Geometriefehler dominant durch die Schieflage der Walzspindelachsen gegenüber der Walz-gutachse selbst beeinflusst werden.

Querschnitt 21

2 • desintegration des überschussschlammsDas Verfahrensschema (Abbildung 1) zeigt vereinfacht die ein-bindung der Desintegrationsanlage in das Faulsystem. Der aus der biologischen Stufe kommende Überschussschlamm (ÜS) wird zum Teil (m·

DÜS) desintegriert und der nicht desintegrierte Anteil (m·

ÜS–m·DÜS) zusammen mit dem Primärschlamm (PS) in

die Faultürme (FT) eingebracht. Durch die Desintegration des Überschussschlamms wird einerseits die Biogasprodukti-on (Δm·

Gas > 0) erhö­ht und andererseits (Massenerhaltung) die verbleibende restmasse (Δm·

Rest < 0) verringert. Dem energe-tischen Leistungseintrag PelDÜS

zur Desintegration steht ein Ge-winn bei der Strom- und Wärmeerzeugung (ΔPelBHKW

> 0, ΔQ·HBHKW

> 0) durch das Blockheizkraftwerk (BHKW) gegenüber.

2.1 energetischer gewinnMit der im Hauptklärwerk (HKW) Wiesbaden praktizierten Teil-desintegration m·

DÜS < m·ÜS des zuvor eingedickten Überschuss-

schlamms wird bei einem Leistungseinsatz PelDÜS= 26 kW für die

Desintegration eine elektrische Leistungssteigerung ΔPelBHKW=

95 kW und eine thermische Leistungssteigerung ΔQ·HBHKW

= 190 kW des BHKW’s erreicht. elektrisch wird im Verhältnis zur auf-gewendeten Leistung mehr als das Dreifache geerntet: ΔPelBHKW

/­ PelDÜS

= 3,6.

DRS

mRS.

x

O2

Pelo2

PelDRS

Insbesondere der erzeugte Überschussstrom kann verkauft werden. Kumuliert auf ein Jahr lassen sich somit aus der elek-trischen Überschussleistung ΔP = ΔPelBHKW

– PelDÜS = 69 kW ohne

Berücksichtigung der intern verwendeten zusätzlichen Wär-meleistung bei einem Strompreis von 0,1 €/kWh ca. 60.000 €/a erwirtschaften.

2.2 nicht-energetische einsparung Für die sich aus der Massenerhaltung (zusätzliche Biogaser-zeugung → reduzierung der restmasse) ergebende zugehö­-rige reduzierung der restmasse [4] konnte ein Wert von ca. Δm·

Rest = 3000 t/a erreicht werden. Bei der thermischen entsor-gung dieser restmasse lassen sich derzeit jährlich Kosten von etwa 200.000 € einsparen.

3 desintegration des rücklaufschlammsDas Verfahrensschema zur Desintegration des rücklauf-schlamms (rS) ist grob in Abbildung 2 dargestellt. Durch die Desintegration wird die Biozö­nose der biologischen Stufe si-gnifikant verbessert. Dies hat zur Folge, dass einerseits der Biomassengehalt x der biologischen Stufe bei gleich bleibender Abwasserqualität gesenkt werden kann und andererseits we-niger Überschussschlamm produziert wird.

FAchbereich mAschinenbAuDesintegration – ein Verfahren, das Energie zugleich einspart und liefert

95

Abbildung 2 • Desintegrationsanlage (DrS) zur Behandlung des rücklaufschlammsAbbildung 1 • Desintegrationsanlage (DÜS) zur Behandlung des Überschussschlamms

1 • EinführungDie Endlichkeit der fossilen Rohstoffe zur Energiebereitstellung und die immer noch nicht befriedigende Sicherheit der Kernenergie lassen derzeit die nachwachsenden Rohstoffe (Biomasse) verstärkt ins Blickfeld des Interesses geraten. Es gibt aber auch noch andere mehr versteckte Energiequellen, die es dauerhaft zu nutzen gilt. Gemeint sind hier die biologisch abbaubaren stofflichen Anteile in allen Exkrementen menschlichen bzw. tierischen Ursprungs. Um diesen Abbau effizient gestalten zu können, wurde das Verfahren der Desintegration entwickelt. Dabei wird die Biomasse mechanisch so umkonfiguriert, dass die natürlichen biologischen Abbauvorgänge und die damit verknüpfte Biogasent-stehung intensiver ablaufen können. Neben der mit der Desintegration des Überschussschlamms steigerbaren Biogas-produktion zur Erzeugung von Strom reduziert sich dabei auch die verbleibende Restmasse [1], die nach den heute geltenden Regeln thermisch zu entsorgen ist. Das spart Geld und der Verkauf des Stroms bringt Geld. Außerdem kön-nen die benötigten technischen Anlagen aufgrund der biologischen Intensivierung kleiner gebaut und damit wiederum Energie und Geld eingespart werden. Am Beispiel des Hauptklärwerks der Landeshauptstadt Wiesbaden werden die Effekte der Desintegration dargestellt. Besonders geeignet ist die dort installierte mechanisch/­hydrodynamische Desintegration der BIOGEST AG, die mit minimalem Aufwand maximal viel Energie/­Volumen zum Erreichen der gewünschten Effekte in die zu behandelnde Biomasse einträgt und sich ohne nennenswerten Verschleiß betreiben lässt. Eine Hochrechnung auf die Potentiale des Landes Hessen und von Deutschland insgesamt zeigt die Bedeutung des Verfahrens, das auch im landwirtschaftlichen Bereich Anwendung finden kann. Weitere signifikante Einspareffekte energetischer und nicht-energetischer Art lassen sich durch die zusätzliche Anwendung der Desintegration auf den Rücklaufschlamm [2] der biologischen Stufe erzielen.

9�

desintegrAtion – ein VerFAhren, dAs energie zugleich einsPArt und lieFert

autoren • Prof. Dr.-Ing. habil. Jochem ungerDipl.-Ing. Wälti Schmitt

DÜS

FT

Abfall

BHKW

mÜS.

mPS.

mDÜS.

mRest.

mGas.

PelDÜS

PelBHKW

.QHBHKW

Querschnitt 21

9�

zur hochrechnung werden einfachheitshalber die Einwoh-nerzahlen Ez < EW benutztHessen 6 ∙ 106 Deutschland 82 ∙ 106

Damit ergeben sich die folgenden potenziale hessen Deutschlandenergetisch 2 * 106 €/a 25 ∙ 106 €/anicht-energetisch 12 * 106 €/a 164 ∙ 106 €/a

6 • AusblickMit den im HKW Wiesbaden installierten Desintegrations-systemen zur Behandlung sowohl des rücklauf- als auch des Überschussschlamms lassen sich jährlich ca. 700.000€ erwirtschaften. Hochgerechnet auf Hessen und Deutschland insgesamt erhält man Potenziale im Bereich von 14 bis 200 Millionen €/Jahr. Durch weitere verfahrenstechnische Ver-besserungen und Anpassungen lassen sich diese betriebli-chen Gewinne bzw. einsparungen bei der Anwendung in be-reits bestehenden Kläranlagen in Zukunft sicherlich noch steigern. Beim Neubau von Kläranlagen, die schon in der erst-ausrüstung mit Desintegrationen arbeiten, lassen sich zudem signifikante reduzierungen (reduktion der Becken- und Faul-turmvolumina) der Baukosten erreichen. Zusätzlich konnte im HKW Wiesbaden seit der Inbetriebnahme der Desintegration eine erhö­hte Prozessstabilität festgestellt werden.

7 • energetischer Vergleich mit der PhotovoltaikIn Deutschland wurden im Jahr 2005 mit Hilfe der Photo-voltaik insgesamt Esolar = 1 ∙ 109 kWh Strom geerntet.

Die Hochrechnung des mit Hilfe der Desintegration sowohl ge-wonnenen als auch eingesparten Stroms für Deutschland er-gibt sich insgesamt zu:EDES = EDESÜS

+ EDESRS ≈ 0,25 ∙ 109 kWh

Damit ist gezeigt, dass die Desintegration bei vollständiger Nut-zung (landwirtschaftlicher Bereich etc.) einen in der Grö­ßen-ordung gleichen Beitrag wie die Photovoltaik leisten kann. Da der energie-erntefaktor [5] der Desintegrationssysteme aber deutlich über denen der Photovoltaiksysteme liegt, ergibt sich hier ein signifikanter Vorteil für die Desintegrationssysteme.

literatur1 • Fraunhofer iKts, ergebnisse des einsatzes der mehrstu- figen Klärschlammdesintegration im teilstromverfahren auf dem hKW Wiesbaden, Dresden, november 2003 � • Biogest AG, Bericht zum einsatz des crOWn- Desintegrationssystems zur rücklaufschlammdesintegra- tion auf dem hKW der Landeshauptstadt Wiesbaden, Wiesbaden, 09.09.2004 � • eLW Wiesbaden, einwohnerspezifische einsparpotenziale durch Desintegrationsanlagen auf dem hKW Wiesbaden, Wiesbaden, 21.08.2006� • Böhnke, B. (hrsg.), Anaerobtechnik, springer 2004 5 • unger, J., Alternative energietechnik, teubner 1993, 1997

3.1 energetische einsparungIm HKW Wiesbaden konnte der Biomassengehalt x um die Hälfte gesenkt werden. Damit verknüpft reduziert sich auch die erforderliche Belüftung und somit auch die erforderliche Belüfterleistung PelO2

auf den halben Wert, der zuvor ohne Des-integration benö­tigt wurde. elektrisch wird gegenüber der für die Desintegration aufgewendeten energie das Doppelte ein-gespart: ΔEelO2

/ EelDRS

= 2. Kumuliert auf ein Jahr konnte eine ein-sparung an elektrischer energie von 450.000 kWh festgestellt werden. Dem entspricht bei einem Strompreis von 0,1 €/kWh eine jährliche einsparung von 45.000 €.

3.2 nicht-energetische einsparungenZusätzliche mit der Desintegration des rücklaufschlamms be-wirkte nicht-energetische einsparungen ergeben sich• aus der nicht mehr nö­tigen Methanoldosierung (C-Quelle) in Hö­he von 110.000 €/a, • durch einsparung bei der gesetzlichen Abwasserabgabe wegen der deutlich verbesserten Denitrifikationsleistung in Hö­he von 140.000 €/a, • aus der durch die Desintegration des rücklaufschlamms schon vor der Behandlung des Überschussschlamms reduzierten Schlammmenge in der Hö­he von 160.000 €/a, so dass jährlich 410.000 € eingespart werden kö­nnen.

4 • mechanisch/ hydrodynamische desintegrationDie im HKW Wiesbaden eingesetzte Desintegration ist zwei-stufig ausgeführt. Der hydrodynamischen Desintegration, die durch Phasenübergang (Druckabsenkung in der Desintegra-tionsdüse auf den Dampfdruck des Wassers) einen Mikroka-vitationszustand im Behandlungsvolumen schafft, ist ein me-chanischer Drehwirbeldesintegrator vorgeschaltet, der den zu behandelnden Schlamm vorab homogenisiert und zugleich hohen Scherspannungen aussetzt. Im Betrieb wird der Kavita-tionszustand in der Desintegrationsdüse (Knallrohr) erreicht, wenn die typischen Knallgeräusche einsetzen.Nur durch das Zusammenspiel dieser beiden Systeme lassen sich die im HKW Wiesbaden nachgewiesenen effekte errei-chen. Durch die Desintegration wird die Biomasse mechanisch so umkonfiguriert, dass die natürlichen Abbauvorgänge bei er-hö­hten reaktionsgeschwindigkeiten und erhö­hten Stoffumsät-zen ablaufen kö­nnen.

5 • hochrechnung der einsparpotenzialeum die einsparpotenziale, ausgehend von der im HKW Wiesba-den realisierten Situation, auf das Land Hessen und Deutsch-land insgesamt hochrechnen zu kö­nnen, werden die spezi-fischen Daten pro einwohnergleichwert (eW) und Jahr benö­tigt. Für die Auslastung des HKW Wiesbaden mit ca. 300.000 eW [3] gilt:Energetischer gewinn und EinsparungΔel = ((60.000 + 22.500)/300.000) €/eW a = 0,3 €/eW a

nicht-energetische EinsparungenΔ = (200.000 + 410.000)/300.000) €/eW a ≈ 2 €/eW a

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97

QUERSCHNITT 21

99

Kompetenz Lichttechnik und Beleuchtungstechnik an der h_da

KOMPETENZ LICHTTECHNIK UND BELEUCHTUNGSTECHNIK AN DER HOCHSCHULE DARMSTADT

Autoren •Prof. Dr. Matthias BrinkmannDipl.-Ing. Matthias Etzel Dipl.-Ing. Malte Hagemann Dipl.-Ing. Harald KlößDipl.-Ing. Susanne Krause Prof. Dr. Udo Rohlfing

1 • EinleitungEines der wichtigsten Sinnesorgane des Menschen ist das Auge. Hiermit erhält man die meisten Informationen aus seiner Umwelt und kann sich orientieren. Notwendige Voraussetzung für den „Betrieb“ des Auges ist eine geeignete Beleuchtung der Umgebung. Tagsüber ist dies meistens durch die Sonne gegeben. Allerdings benötigt man bei Nacht und in geschlossenen, abgedun-kelten Räumen künstliche Beleuchtung. Seit jeher ist der Mensch daher auf der Suche nach geeig-neten Leuchtmitteln. Während bis ins 19. Jahrhundert ausschließlich „brennende“ Sto�e ein-gesetzt worden sind (Fackeln, Kerzen, Öl- und Gaslampen), führte �omas Edison 1879 die ersten industriell gefertigten, elektrisch betriebenen Glühlampen ein. Innerhalb weniger Jahrzehnte breiteten sich Elektri�zierung und elektrische Beleuchtung weltweit aus. Satellitenbilder der Erde bei Nacht (Abbildung 2) zeigen das ganze Ausmaß des heutigen weltweiten Einsatzes von künst-lichen Leuchtmitteln.

98

Abbildung 1 • Flächige kompakte OLED-Leuchtmittel in verschiedenen Farben können bereits heute als Innenbeleuchtung eingesetzt werden.

FACHBEREICH MATHEMATIK UND NATURWISSENSCHAFTENQUERSCHNITT 21

Querschnitt 21

101

FAchbereich mAthemAtik und nAturwissenschAFtenkompetenz lichttechnik und Beleuchtungstechnik an der h_da

2 • lichtmesstechnikDie Lichtmesstechnik unterstützt die entwicklung und den Be-trieb von heutigen Leuchtmitteln und Leuchten. Dabei ergeben sich folgende Teilaufgaben:

1 • Die optische Vermessung der räumlichen Lichtverteilung einer Leuchte und Vergleich mit nationalen und inter- nationalen Normen. � • Die physikalische Vermessung der Farbe und des Farb- wiedergabeindex des Leuchtmittels und Vergleich mit nationalen und internationalen Normen. � • Die thermische Vermessung der Leuchte, d. h. die Bestimmung der lokalen Wärmeentwicklung � • Die Vermessung der elektrischen Leistungsaufnahme und die Bestimmung der Wandlungseffizienz elektrisch- optisch. 5 • Die Bestimmung des Alterungsverhaltens anhand von Langzeitmessungen. � • Die Bestimmung des physiologischen einflusses der Leuchte auf Probanden (Wohlbefinden, Aufmerksamkeit, reaktionszeiten).An der h_da ist im Studiengang Optotechnik und Bildverarbei-tung (Fachbereich MN) die Kompetenz Lichttechnik durch den Aufbau und die Inbetriebnahme des Lichtlabors im Keller des Hochhauses weiter ausgebaut worden. Auf ca. 100 m2 werden verschiedene lichttechnische Messapparaturen betrieben (Ab-bildung 4).

goniophotometerAls „Arbeitspferde“ der Lichtmesstechnik dienen so genannte Goniophotometer. Abbildung 5 skizziert hierzu den Aufbau. Das Leuchtmittel bzw. die Leuchte wird dabei auf einer Platt-form befestigt, welche (durch Schrittmotoren angetrieben) um die horizontale und vertikale Achse gedreht werden kann. In einer definierten entfernung befindet sich ein Photodetektor. Durch computergesteuerte Drehung der Leuchte um die bei-den rotationsachsen kann die komplette winkelabhängige Lichtstärkeverteilung der Leuchte aufgenommen werden. Im Hintergrund von Abbildung 4 sieht man beispielsweise die Lichtverteilung eines Kfz-Scheinwerfers. Hier soll nach der entsprechenden Prüfnorm die entfernung zwischen Goniome-ter und Photodetektor 25 m betragen. Das Lichtlabor der h_da ist daher mit einer 25 m langen, komplett abgedunkelten und geschwärzten Lichtmessstrecke ausgerüstet, in der diese un-tersuchungen durchgeführt werden kö­nnen.

orBEna-FernfeldmessplatzNeben den sequentiell (scannend) messenden Goniophotome-tern gibt es an der h_da auch ein parallel (zeitgleich) mes-sendes System zur Bestimmung der Lichtstärkeverteilung von Leuchten (Abbildung 6). Die Messstrecke, d. h. der Abstand der Leuchte zum Detektor, beträgt hierbei nur etwa 1.5 m. Mit op-tischen Hilfsmitteln wird innerhalb dieser kurzen Strecke die Fernfeldverteilung (d. h. in großen entfernungen) der Licht-stärke erzeugt und detektiert. Mit diesem Gerät kö­nnen Vertei-lungen innerhalb eines vollen Öffnungswinkels von ca. 40° mit einer einzigen sekundenschnellen Messung aufgenommen werden. Der besondere Vorteil des Systems gegenüber Gonio-photometern ist die kurze Messdauer und somit die Mö­glich-keit, das Zeitverhalten (Aufwärmverhalten etc.) von Lichtquel-len vermessen zu kö­nnen. Auch für Blitzlampen bietet sich das

System an, da ein einziger Blitz zur Messung ausreicht, wäh-rend beim Photogoniometer bei jeder angefahrenen Winkel-einstellung geblitzt werden muss.

FarbmeßgeräteAls Detektoren in Photogoniometern kö­nnen spezielle Farb-messgeräte und Spektralradiometer eingesetzt werden. Diese Instrumente nehmen neben der Gesamt-Lichtstärke auch die spektrale Verteilung des Lichts auf. Hieraus kö­nnen dann die Farbe und der Farbwiedergabeindex bestimmt werden. Abbil-dung 7 zeigt beispielsweise das Farbspektrum einer weißen LeD.

EffizienzmessungJede zu untersuchende Beleuchtungseinrichtung wird durch einen zugehö­rigen elektrischen Treiber (z. B. Netzteil, aber auch intelligente Geräte) mit Strom versorgt. Aus der Leis-tungsanalyse dieser Treiber kann die mittlere elektrische Leis-tungsaufnahme durch das Leuchtmittel bestimmt werden und mit dem gesamten abgestrahlten Lichtstrom verglichen wer-den. Für letzte Grö­ße wird in der regel eine so genannte ul-bricht-Kugel verwendet, welche die gesamte Abstrahlung der Leuchte aufnimmt und einem Photodetektor zuführt. es ergibt sich für die Leuchte die effizienz-Kennzahl in lm/Watt (siehe Tabelle auf S. 100).

3 • simulationswerkzeugeDas Design und die entwicklung von neuen Leuchtmitteln und Leuchten wird heutzutage entscheidend durch computer-basierte numerische Simulationen unterstützt. Dazu wird im PC zunächst ein geometrisch-optisches Modell der Leuchte erzeugt (Abbildung 8a). Danach werden Strahlen von den Licht emittierenden Flächen (z. B. Glühwendel-Oberfläche) nach den Gesetzen der Optik (reflexion, Brechung…) durch die Leuch te verfolgt. Diesen Prozess nennt man „raytracing“ (Abbildung 8b). Trifft ein Strahl auf eine absorbierende Fläche (z. B. ei-nen Detektor-Schirm vor der Leuchte), so stoppt die Verfol-gung für diesen Strahl und die Beleuchtungsstärke an dieser Detektorstelle wird um den durch den Strahl transportierten Lichtstrom erhö­ht. Nach dem „Tracen“ von typischerweise 100 Tsd. bis 10 Mio. Strahlen lässt sich aus den gewonnenen Daten die räumliche Lichtabstrahlung der Leuchten bestimmen (Ab-bildung 8c) und z. B. mit experimentellen Werten (an realen Leuchten) vergleichen (Abbildung 4). Die Vorteile der numerischen Simulation liegen darin, dass bei der Vorentwicklung von Leuchten neue Designkonzepte auch ohne die Herstellung von Prototypen überprüft werden kö­n-nen. Des Weiteren lässt sich diese Technik auch sehr gut zur schnellen und kostensparenden Optimierung von bestehenden und neuen Leuchten einsetzen. An der h_da werden als Simu-lationsplattformen für das Leuchtendesign die kommerziellen Software-Pakete ASAP und ZeMAX eingesetzt.Ist das Lichtabstrahlverhalten der neuen Leuchte berechnet (bzw. durch Messungen bekannt), kann diese im PC eine virtu-elle umwelt-Szenerie beleuchten. Numerisch wird die Aus-leuchtung der Szene durch raytracing berechnet und darge-stellt. Auf diese Weise lassen sich erste eindrücke über die lichttechnische Funktionalität der Leuchten in Standard-Situa-tionen erhalten. Abbildung 9 zeigt dies an einem Beispiel. An der h_da wird für diese Berechnungen das kommerzielle Pro-grammpaket DIALuX verwendet.

100

Abbildung 2 • Satellitenaufnahme von europa bei Nacht (www.nasa.org)

Neben der klassischen Glühbirne, die sich auch heute noch großer Beliebtheit erfreut, stehen inzwischen weitere elek-trische Leuchtmittel zur Verfügung: Leuchtstofflampen und -rö­hren, Gasentladungslampen, LeDs und (als ein zukünftiges Leuchtmittel) OLeDs (dabei steht das„O“ für organisch, Abbil-dung 1). Laser kö­nnen hingegen als Lichtquelle aufgrund des so ge-nannten „Speckle-effekts“ nur sehr eingeschränkt im Alltag eingesetzt werden.Die entwicklung des weltweiten Marktvolumens für Beleuch-tungseinrichtungen beläuft sich auf 30 Mrd uS$ in 2000, 63 Mrd uS$ in 2004 und prognostizierte 85 Mrd uS$ in 2008 (www.freedoniagroup.com/World-Lighting-Fixtures.html).Die Anforderungen an heutige moderne Beleuchtungseinrich-tungen sind:1 • Optimale, d. h. der menschlichen Wahrnehmung ange- passte, Ausleuchtung der zu betrachtenden Szene. � • Der menschlichen Wahrnehmung (und der jeweiligen Stimmung) angepasste Farbe und ein hoher Farbwieder- gabe-Index. Dies ist ein Maß für die Vergleichbarkeit mit dem Farbspektrum der Sonne. � • Kompakte, leichte und ästhetisch ansprechende Bauweise der Leuchte. � • Den entsprechenden lokalen Gegebenheiten angepasste Stromversorgung (z. B. AC 230 V, max. 100 Watt/Leucht- mitteleinheit in europa).

5 • energiesparende eigenschaften, d. h. hohe effizienz bei der umwandlung von elektrischer Leistung in Lichtstrom.Letztere Kennzahl wird in „lm/Watt“ gemessen. Die physikali-sche Grö­ße Lichtstrom, welche in Lumen (lm) gemessen wird, gibt im Wesentlichen die gesamte von der Lampe abgestrahlte Lichtmenge an, die pro Zeit erzeugt wird. Die folgende Tabelle stellt für verschiedene Leuchtmittel die effizienzwerte zusam-men.

typische effizienzwerte verschiedener leuchtmittel leuchtmittel lm/Watt Kerze 0.1 Öllampe 0.2 Glühlampe 13 – 15 Halogenglühlampe 28 energiesparlampe 40 – 80 Leuchtstofflampe 80 – 110 Xe-Gasentladungslampe 90 Leuchtdiode weiß 35

In der technischen Beleuchtungstechnik unterscheidet man begrifflich zwischen dem „Leuchtmittel“ (z. B. Glühbirne, Leucht-stoffrö­hre, LeD) und der Leuchte (auch Lampe genannt), wel-che aus dem Leuchtmittel, den reflektoren und anderen optischen Bauteilen besteht. Abbildung 3 skizziert dies am Bei-spiel eines Kfz-Scheinwerfers.

QUERSCHNITT 21

103

Abbildung 5 • Prinzipskizze (links) und Foto eines typischen Photogoniometers. Der Abstand zwischen Goniometer und Detektor kann, je nach Leuchte, zwischen 0.5 und 25 m variieren.

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4 • Vier AnwendungsbeispieleIn Zusammenarbeit mit Industrieunternehmen werden obige Mess- und Simulationswerkzeuge in vielfältiger Weise zur lichttechnischen Charakterisierung und Neu-Auslegung von Leuchten und Leuchtmitteln eingesetzt. Im Folgenden sollen hierzu vier Beispiele vorgestellt werden.

4.1 FlughafenbefeuerungDer in Abschnitt 2 beschriebene Fernfeldmessplatz wurde zur Vermessung und Bewertung von Flughafenbefeuerungen im Rahmen des ORBENA-Projektes entwickelt (ORBENA: „Orts-aufgelöste Beleuchtungsstärkemessung im Nahfeld zur Be-urteilung des Fernfeldes“). Abbildung 10 zeigt die typische Ausleuchtung einer Landebahn aus Sicht des Piloten. In Zu-sammenarbeit mit den Kooperationspartnern (Firma Schuh & Co. GmbH und Firma Erni Licht Technik AG, Schweiz) wurde das ORBENA-Messgerät (Abbildung 6, rechte Ausführung) zur Vermessung von Flugfeld-Befeuerungslampen (Inset in Abbil-dung 10) eingesetzt.Abbildung 11 zeigt ein typisches Messergebnis. Mittels einer speziellen Auswertungssoftware können aufgenommene Licht-stärkeverteilungen auf Einhaltung der Vorgaben einer bestimm-ten Norm (z. B. der ICAO, FAA, CAA, NATO, USAF etc.) über-prüft werden. Das ORBENA-Messsytem ermöglicht eine effiziente Wartung der Befeuerungsanlagen vor Ort sowie eine Hundertprozent-Kontrolle von Leuchten bereits beim Hersteller.

4.2 Optimierung eines Kfz-ScheinwerfersDie in Abbildung 3 dargestellten PE-Kfz-Scheinwerfer zeich-nen sich durch eine für den Autofahrer deutlich bessere Stra-ßenausleuchtung aus als die klassischen ECE-Scheinwerfer, welche keine Projektionslinse sondern eine Streulichtscheibe als Frontelement besitzen. Allerdings besitzen PE-Scheinwer-fer den Nachteil, dass – bedingt durch den so genannten Farb-

fehler der Linse – in der Lichtverteilung ein farbiger Übergang zwischen dem hellen unteren und dem dunklen oberen Be-reich entsteht (Abbildung 12). Dieser Farbsaum kann zur Irri-tierung des Gegenverkehrs führen. Für entgegenkommende Fahrer scheinen die PE-Scheinwerfer bei der Annäherung die Farbe zu wechseln (von bläulich nach rötlich).Im Rahmen einer Diplomarbeit an der h_da wurde zur Korrek-tur dieses Effekts ein so genanntes Diffraktives Optisches Ele-ment (DOE) entwickelt. DOEs sind im Wesentlichen dünne Glasplatten oder transparente Folien mit einer mikrostruktu-rierten Oberfläche. An diesen mikrostrukturierten Oberflä-chen wird das einfallende Licht durch Interferenzeffekte abge-lenkt („gebeugt“). Man kann also mit DOEs preiswerte und leichte Korrekturelemente für Beleuchtungsoptiken herstel-len. Als Ergebnis der Diplomarbeit konnte der Farbsaum nahe-zu komplett behoben werden. Allerdings erhält man einen hö-heren Streulichtanteil im Dunkelbereich der Lichtverteilung (Abbildung 12). Durch Feinoptimierung des DOEs konnte jedoch erreicht werden, dass gleichzeitig sowohl das Streulicht als auch der Farbort der Hell-Dunkel-Grenze noch innerhalb der erlaubten Normwerte liegen. Man erhält auf diese Weise einen optimierten PE-Scheinwerfer.

4.3 Lichttechnisches Design für moderne DatenprojektionDatenprojektoren – auch „Beamer“ genannt – sind nicht erst seit den öffentlichen Vorführungen zur Fußball-Weltmeister-schaft bekannt und begehrt. Sie finden vielfältige Einsatzbe-reiche, etwa bei der Bildbetrachtung im heimischen Wohnzim-mer oder in der Großprojektion im Kino und auf öffentlichen Plätzen. Digitale Datenprojektion erschließt sich aber auch ganz andere Bereiche, zum Beispiel in der Fertigungstechnik (Waferbelichtung) oder in der Messtechnik (Streifenprojektion zur Oberflächenvermessung). Die lichttechnischen Anforde-rungen sind ebenso vielfältig wie die Aufgaben und müssen für jede Geräteklasse speziell definiert werden. Dies erfordert im-

102

Abbildung 3 • Foto und technische Skizze eines modernen PE-Kfz-Scheinwerfers (www.hella.de).

Abbildung 4 • Vermessung der Lichtverteilung eines Scheinwerfers am Ende der 25 m Messstrecke im h_da Lichtlabor.

QUERSCHNITT 21

105

Abbildung 8 • Prozess der lichttechnischen numerischen Simulation eines Kfz-Scheinwerfers mittels Raytracing: (a) Generierung eines virtuellen Leuchtenmodells, (b) Tracen von bis zu 10 Mio. Lichtstrahlen durch den Scheinwerfer, (c) Numerische Bestimmung der Lichtverteilung (hier als Falschfarbendarstellung gezeigt) auf einem 25 m entfernten Schirm.

Abbildung 9 • Simulation eines Bürozimmers mit sechs kommerziellen Büroleuchten. (a) Photorealistische Ergebnisdarstellung und (b) Visualisierung der quantitativen Beleuchtungsstärkeverteilung durch eine Falschfarbendarstellung.

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104

Abbildung 6 • Labor- (links) und Werkstatt- (rechts) Ausführung des ORBENA-Messgeräts zur simultanen Aufnahme der Lichtverteilung einer Leuchte.

Abbildung 7 • Spektrum einer weißen LED und daraus ermittelte Farbkoordinate im CIE Farbraum.

mer wieder neue Entwicklungsanstrengungen der Geräteher-steller, die ohne den Einsatz von Optik-Simulationssoftware und Lichtmesstechnik nicht denkbar wären. Abbildung 13 zeigt die 3D-Darstellung der wichtigsten op-tischen Komponenten des Beleuchtungssystems eines Daten-projektors mit Integratorplatten. An der h_da wird zur Simula-tion solcher Komponenten unter anderem das Programm ASAP (siehe oben) eingesetzt. Es arbeitet mit nichtsequen-zieller Strahlverfolgung und kann lichttechnische Berechnun-gen unter Berücksichtigung der Eigenschaften realer Licht-

quellen und vielfältiger optischer Komponenten wie etwa Lin-sen, Prismen, Spiegel und Streuscheiben durchführen. Das Ergebnis solcher Simulationen und einer damit verbunde-nen Optimierung führt in der Regel zum Bau eines Prototypen, der anschließend lichttechnisch vermessen werden muss. Die zu messenden Größen sind im Wesentlichen der Lichtstrom, die Lichtstärke, die Leuchtdichte und die Beleuchtungsstärke. Für das in Abbildung 13 gezeigte System ergibt die lichttech-nische Simulation beispielsweise die in Abbildung 14 darge-stellte Beleuchtungsstärkeverteilung in der Ebene des bildge-benden Elements, also zum Beispiel eines LCDs.Die Darstellung zeigt, dass es mit einem Integratorsystem möglich ist, aus einer im Wesentlichen rotationssymmetri-schen Lichtquelle (Leuchtmittel und Reflektor) eine rechtecki-ge Lichtverteilung zu erzeugen, die zudem noch eine hohe Gleichmäßigkeit aufweist. Dies ist mit herkömmlichen Anord-nungen aus Lampe, Reflektor und Kondensor nicht möglich. Die lichttechnische Vermessung eines realen Systems kann im Lichtlabor der h_da auf einem der oben beschriebenen Gonio-photometer erfolgen. Die Vermessung der Beleuchtungsstär-keverteilung erfolgt in der Regel im projizierten Bild an der Messwand. Der Vergleich der lichttechnischen Messungen mit den Ergebnissen der Simulation (Abbildung 14) erlaubt wich-tige Rückschlüsse auf die Fertigungsqualität des Prototypen und die Toleranzen der verwendeten Bauteile.

4.4 OLED – Das Leuchtmittel der ZukunftIm Rahmen des BMBF – Förderprojektes „HOBBIT“ (Projekt-führer: Merck KGaA, Darmstadt) leistet die Hochschule Darm-stadt einen Beitrag an der Weiterentwicklung von organischen Leuchtdioden (OLED).

QUERSCHNITT 21

Oberflächen der OLED zu entwickeln, welche zu einer Erhö-hung der Photonenausbeute führen, um so die OLED bei glei-cher elektrischer Leistung effizienter zu machen.Prinzipiell bietet das Funktionsprinzip der organischen Leucht-diode das Potenzial, flexible und dünne Leuchtmittel mit gro-ßen Abmaßen zu realisieren. Dabei ermöglicht die chemische Variabilität der Polymere verschieden farbige Leuchtmittel zu produzieren. Gerade weiß emittierende OLEDs, bestehend aus drei Emittern (rot, grün und blau), weisen ein gleichmäßigeres Spektrum als eine weiße LED auf und besitzen deswegen viel bessere Farbwiedergabeeigenschaften. Alle diese Faktoren machen die OLED zu einem sehr interessanten und innovativen Leuchtmittel mit vielerlei Anwendungsgebieten angefangen von der Designerleuchte für Innenraumbeleuchtungen (Abbil-dung 16) bis hin zu Active-Matrix Displays.Die zweite Kernaufgabe der h_da im Rahmen des „HOBBIT“-Projekts ist die lichttechnische Evaluation (Simulation und Lichtmesstechnik) der OLEDs für weitere Anwendungsfelder im Bereich der Außen- und Innenbeleuchtung (Abbildungen 9 und 16).

5 • ZusammenfassungGute Beleuchtung spielt eine ganz entscheidende Rolle in unserem Alltag. Die Kompetenz Licht-technik und Beleuchtungstechnik an der h_da unterstützt mit ihren Werkzeugen die Prüfung und Entwicklung moderner Leuchten und Leucht-mittel im Rahmen der studentischen Ausbil-dung und von ö�entlichen und Industrie-Entwick-lungsprojekten.

107

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Abbildung 13 • Das Beleuchtungssystems eines Datenprojektors (als Teil der gesamten Optik, Inset) bestehend aus Reflektor (1), Integratorplatten (2,3) und Polarisationskonverter (4). Ebenfalls dargestellt ist der Verlauf einiger Lichtstrahlen (5).

Abbildung 14 • Beleuchtungsstärkeverteilung in der LCD-Ebene eines Datenpro-jektors mit Integratorsystem (ASAP-Grafik)

Im Gegensatz zu der bekannten LED ist die OLED (engl. „orga-nic light emitting diode“) ein großflächiges, aus mehreren Schichten bestehendes Bauelement (siehe Abbildung 1), bei der das lichtemittierende Material nicht eine dotierte Gallium-verbindung ist, sondern ein organischer, dotierter Halbleiter (Kohlenstoffverbindung).Zurzeit konkurrieren zwei Arten von Emittermaterialien: die niedermolekularen organischen Verbindungen (small molecu-les) und die langkettigen Polymere, welche hauptsächlich aus Derivaten von Poly-Phenylen-Vinylen bestehen.Abbildung 15 zeigt den prinzipiellen Schichtaufbau einer OLED. Wie bei der LED werden durch Anlegen einer äußeren, elek-trischen Spannung über die Kathode Elektronen und über die Anode Löcher in den organischen Halbleiter injiziert. Durch die Kräfte des elektrischen Feldes driften diese Ladungsträger durch das organische Material, treffen im günstigen Fall auf-einander und bilden Elektronen-Lochpaare (Exzitonen), welche beim Zerfall Photonen emittieren. Um eine effiziente Injektion der Ladungsträger zu gewährleisten und die Wahrscheinlich-keit der Exzitonenbildung zu erhöhen, werden bei der OLEDmehrere dünne Schichten mit unterschiedlichen Materialien verwendet. Leider wirkt das gesamte Schichtsystem wie ein optischer In-terferenzfilter (vergleichbar mit einer Reflexschicht im Reflek-tor einer Halogenlampe) und sorgt im ungünstigsten Fall dafür, dass nur ein Bruchteil der emittierten Photonen die OLED ver-läßt. Aufgrund des großen Brechungsindexunterschieds am Übergang zwischen dem Substrat und der Luft werden die Photonen, welche unter einem großen Winkel auf die Grenzflä-che treffen, total reflektiert und wie in einem Wellenleiter in der OLED geführt. Anschließend koppeln sie an den Stirnseiten aus (siehe Abbildung 1) oder werden vorzeitig absorbiert. Diese beiden Effekte sorgen dafür, dass nur ca. 20 Prozent der emit-tierten Photonen die OLED verlassen. Eine Kernaufgabe der Arbeiten an der h_da ist es, Modifikationen der Schichten und

106

Abbildung 12 • Zur Optimierung des PE-Scheinwerfers wurde ein Diffraktives Optisches Element (DOE) auf die Rückseite der Projektionslinse gebracht. Hierdurch wird der Farbsaum der Hell-Dunkelgrenze reduziert (erkennbar auf den Meßstreckenbildern). Man erhält jedoch eine moderate Erhöhung des Streulicht-anteils im Dunkelbereich (erkennbar an den Simulationsergebnissen).

Meß

stre

cke

Sim

ulat

ion

ohne DOE mit DOE

Abbildung 10 • Flugfeldbefeuerung aus Sicht des Piloten und Draufsicht auf eine entsprechende Unterflur-Leuchte (Inset).

Abbildung 11 • Lichtstärkeverteilung einer Flugfeldbefeuerungsleuchte und Vergleich mit ICAO-Sollvorgaben (Ellipsen) und Ist-Linien (Isocandelalinien)

10910�

QuerSCHNITT 21

Transparentes Substrat

Transparente Anode aus ITO

Transparente Schichten

Emittermaterial

Metall-Kathode

Abbildung 15 • Schichtaufbau einer OLeD

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Abbildung 16 • Anwendungsbeispiel für OLeDs. Designerleuchte von Ingo Maurer mit OLeD Prototypen aus den Labors der Merck KGaA, ausgestellt auf der tda (the design annual) in Frankfurt im Mai 2006.

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109

110 111

DIE MATHEMATISCHE SUCHE NACH VERBORGENEN SIGNALEN IM GENOMAutoren •Manuel Dehnert | Jacobs University BremenWerner E. Helm | Hochschule DarmstadtMarc-Thorsten Hütt | Jacobs University Bremen

0 • ZusammenfassungDer Fachbereich Mathematik und Naturwissenscha�en der Hochschule Darmstadt und der Fachbereich Biologie der TU Darmstadt arbeiten seit 2001 im Bereich der Bioinformatik eng zusammen. Auch nach dem Wechsel der Arbeitsgruppe der TU an die Jacobs University Bremen geht die Zusammenarbeit weiter. Im Laufe dieser Zeit wurden im Rahmen eines gemeinsamen Forschungsprojektes mehrere Diplomarbeiten durchgeführt und wissenscha�liche Beiträge in internationalen Zeitschri�en publiziert. Den Forschungsschwerpunkt bilden dabei Korrelationen, also statistische Abhängigkeiten, in DNA-Sequenzen, die eine unerwartete Systema-tik aufweisen und Aufschluss über Prozesse der Genomevolution geben können.

QUERSCHNITT 21

110

FACHBEREICH MATHEMATIK UND NATURWISSENSCHAFTENDie mathematische Suche nach verborgenen Signalen im Genom

Querschnitt 21

licherweise waren die ersten Genomsignaturen meist relativ einfache statistische Kenngrö­ßen. einige Beispiele sind in der folgenden Tabelle angegeben.

Genomsignaturen – eine kurze Forschungsgeschichte1976 • Russell et al. | Erste Beobachtung von Unterschieden in der Häufigkeit von Dinukleotiden in vertebrater nuklearer DNA 1994 • Karlin und Ladunga | Systematische Untersuchung von Dinukleotidhäufigkeiten für DNA-Fragmente für Prokaryo- ten und Eukaryoten 2001 • Gentles und Karlin | Analyse von Dinukleotidhäufigkeiten für das menschliche Genom und weitere 7 Eukaryoten 2004 • Qi et al. | Verallgemeinerung auf die Betrachtung von n-Wor- ten und Anwendung auf prokaryotische DNA 2005 • Dehnert et al. | Kurzreichweitige Korrelationen als Genom- signatur bei eukaryotischen Spezies

Neuere untersuchungen haben tatsächlich gezeigt, dass re-lativ einfache Bildungsgesetze Grundeigenschaften solcher Genomsignaturen reproduzieren kö­nnen. So lassen sich die recht auffälligen und von zufälligen Symbolsequenzen grund-verschiedenen Worthäufigkeitsverteilungen zum Beispiel mit einem einfachen „copy-and-paste“-Mechanismus reproduzie-ren, bei dem Segmente einer bestimmten Länge kopiert und an zufälliger Stelle in der Symbolsequenz wieder eingefügt werden. Iteriert man diesen Prozess und ergänzt ihn um eine gewisse Mutationswahrscheinlichkeit der einzelsymbole (also das umschreiben eines Symbols in ein anderes Symbol aus dem Alphabet), so gelangt man an verblüffend realistische Häufigkeitsverteilungen von bestimmten n-Worten (Hsieh et al., 2003).

2.1 symbolkorrelationen in dnA-sequenzenes bleibt daher der Verdacht, dass die komplizierten ver-schachtelten Prozesse der Genomevolution mit ihrem Muster, das sie in einem Genom hinterlassen, mit diesen einfachen Mitteln vielleicht gar nicht aufzuspüren sind. Zugleich hat ein anderes (aber verwandtes) Forschungsfeld mit einem ganz an-deren Methodenrepertoire und auch anderen Fragestellungen in den letzten 15 Jahren sehr spannende ergebnisse hervor-gebracht: Das Studium statistischer Korrelationen in DNA-Se-quenzen. Ausgehend von dem ersten Befund langreichweitiger Korrelationen in DNA-Sequenzen Anfang der 1990er Jahre und den anschließenden hitzigen wissenschaftlichen Debatten über den ursprung solcher über viele Grö­ßenordungen hin-weg bestehenden, sehr langsam abklingenden Korrelationen (Stichwort: Power Law) hat sich gerade in den letzten Jahren

der Blick auf die Sequenz durch das Werkzeug der Korrela-tionsanalyse präzisiert, ohne jedoch – und dies ist nach wie vor eine offene Forschungsfrage – die tatsächlichen Träger dieser Korrelationen im Genom identifizieren zu kö­nnen. Das Ziel unseres Forschungsprojektes war es nun, das allgemei-ne Werkzeug der Korrelationsanalyse aus der Perspektive der Genomsignaturen zu betrachten. Diese Fragestellung haben wir in den letzten 6 Jahren intensiv verfolgt, unter anderem im rahmen von 5 Diplomarbeiten, die als Kooperation zwischen der Hochschule Darmstadt und dem Fachbereich Biologie der Tu Darmstadt angelegt waren. Dabei wurde schnell deutlich, dass herkö­mmliche Korrelationsanalysen zu sensitiv für die in allen DNA-Sequenzen neben den tatsächlichen funktionellen Bestandteilen liegenden zufälligen Symbolabfolgen waren: eine Art „Symbolrauschen“ erschwert die Verwendung dieser bekannten Werkzeuge für die Betrachtung als Genomsigna-tur. Die erste Phase unseres Projektes bestand also darin, ein neues mathematisches Werkzeug zu entwerfen, das die Kor-relationseigenschaften ähnlich präzise erfasst, zugleich aber den rein zufälligen Hintergrund aus dem Signal zu eliminieren vermag. Dies gelang uns durch einen diskreten autoregres-siven (DAr-) Prozess.

2.2 dAr(p)-Prozessein diskreter autoregressiver Prozess der Ordnung p, DAr(p), kann als Modell zur Simulation von Symbolsequenzen mit ei-ner Markov-eigenschaft pter Ordnung herangezogen werden. er kann aber auch umgekehrt, wie später dargestellt werden soll, zur Messung der Korrelationen in einer Sequenz verwen-det werden. Die charakteristische eigenschaft eines jeden Markov-Prozesses (X1, X2, … , XN) der Ordnung p besteht darin, dass die bedingten Verteilungen von Xn stets nur von Xn-1 , … , Xn-p abhängen, dass er also ein Gedächtnis der Länge p hat. Der Prozess wird bestimmt durch eine stationäre randvertei-lung von Xn und mehrere andere Parameter, die unabhängig von der randverteilung die Korrelationsstruktur festlegen. Die Kernidee einer solchen Sequenzerzeugung ist dabei eine re-kursion. Die ersten p Symbole einer zu erzeugenden Sequenz sind gegeben (gezogen aus dem Alphabet nach einer vorge-benen Startverteilung), und man bestimmt nun das (p+1)te Symbol entweder durch rückgriff auf eines der vorangegan-genen Symbole oder durch erneute zufällige Wahl aus dem Al-phabet. Die Parameter des Prozesses legen die Wahrschein-lichkeit für ein Zurückgreifen und ein zufälliges Auswählen fest. Nach dem (p+1)ten Symbol bestimmt man nun das (p+2)te Symbol und so fort.

FAchbereich mAthemAtik und nAturwissenschAFtenDie mathematische suche nach verborgenen signalen im genom

11�

1 • einleitung und biologische grundlagenDas menschliche Genom ist ein extrem kompliziertes Objekt. Durch seine medial sehr stark beachtete Sequenzierung, die vielfältigen Inventarlisten (Annotationen), die Biologen über die letzten Jahre hinweg angelegt haben, aber auch durch seine beachtliche Grö­ße, durch die technischen Neuerungen die erforderlich waren, um seine Sequenzierung zu erreichen und seine Positionierung am Beginn nahezu jeder molekular orientierten Argumentationskette der aktuellen biologischen Forschung ist das Genom zu einem Gegenstand wissenschaft-lichen extremsports geworden, der auch Mathematiker und theoretische Physiker nicht unbeeindruckt lässt. Allerdings soll in dieser Schilderung das offenkundig wichtigste Objekt im Genom, das Gen, das für Proteine codiert, die dann wieder-um biologische Funktion tragen, nicht im Vordergrund stehen, sondern all die anderen zahlreichen Bestandteile, deren bio-logische Bedeutung ungeklärt ist oder vielleicht gar nicht so klar zu benennen ist. Der Bauplan eines jeden Lebewesens ist gegeben durch die im Genom codierte genetische Information. Desoxyribonuk-leinsäure (DNS; bei uns hat sich mittlerweile auch die angel-sächsische Abkürzung durchgesetzt: DNA) in Form einer Dop-pelhelix und organisiert in Chromosomen stellt dabei häufig die physikalische Speichereinheit der erbinformation dar. Die Bestimmung der linearen Abfolge der Nukleotide (Basen) Ade-nin, Thymin, Guanin, Cytosin (aus denen sich DNA chemisch zusammensetzt) für ganze Genome ist das Ziel der Sequenzie-rungsprojekte an den großen Forschungseinrichtungen in den uSA, europa und Japan. Das Genom des Menschen (Homo sapi-ens) zum Beispiel besteht aus 24 Chromosomen mit insgesamt 3,1 Milliarden Basen und wurde bereits vollständig sequenziert (Venter et al., 2001; Human Genome Sequencing Consortium 2001). eukaryotische Genome, also die Genome aller Spezies, die ihren genetischen Code durch einen Zellkern schützen, (und damit auch aller hö­heren Organismen), sind eine Vermengung codierender und nicht-codierender Sequenzsegmente, in der wiederum die codierenden Bereiche systematisch von nicht-translatierten regionen durchsetzt sind. Typische Bestandtei-le der Gene sind Exons, Introns und regulatorische elemente wie Promotorregionen und Enhancer oder Silencer. In den in-tergenischen Bereichen finden sich Pseudogene, also Genen ähnliche Strukturen, die von der zellulären Maschinerie nicht mehr abgelesen werden, und regulatorische Bereiche, die auf (meist nahegelegene) Gene wirken. Vor allem aber sind diese intergenischen regionen geprägt von dynamischen Prozessen auf einer evolutionären Zeitskala. In diesen Prozessen werden

einzelne Nukleotide oder Nukleotidgruppen lokal vervielfältigt oder ganze grö­ßere Segmente ausgeschnitten und an anderer Stelle wieder eingesetzt. In diesen Bereichen wird zwischen mobilen Elementen und Tandem-Repeats unterschieden. Beide Gruppen gehö­ren zu den repetitiven Elementen, die in vielen eukaryotischen Genomen einen erheblichen Anteil am Genom darstellen (über 45% bei Mensch und Schimpanse) und die manchmal auch unter „Junk-DNA“ subsumiert werden.

2 • genomsignaturenDurch die neben der entschlüsselung des menschlichen Ge-noms in den letzten Jahren fertig gestellten oder begonnenen weiteren Genomprojekte bietet sich ein neuer Blick auf diesen reichhaltigen Datenbestand. Wenn die vielen repetitiven ele-mente sich auf einer evolutionären Zeitskala im Genom vertei-len, so müssen diese Verteilungsprozesse systematische Spu-ren im Genom hinterlassen. Besonders deutlich müssen diese Spuren sein, wenn man verschiedene Spezies gegenüberstellt. Für solche Spuren die geeigneten mathematischen Werkzeuge zu entwickeln, um dann Genome damit systematisch zu unter-suchen, war das Ziel unseres Forschungsprojektes. Die Vor-stellung, aus diesen Spuren zugleich mehr über die formale Sprache zu lernen, in der – jenseits des bekannten Weges vom Gen zum Protein – der Bauplan eines Organismus verfasst ist, findet sich immer wieder in den aktuellen Forschungsdebatten (Pearson, 2006a). Von einer etwas pragmatischeren Seite her haben solche statistischen Betrachtungen von DNA-Sequen-zen seit mehreren Jahrzehnten wissenschaftliche Aufmerk-samkeit auf sich gezogen. Am Anfang steht die Beobachtung, dass einfache statistische Kenngrö­ßen wie Paarhäufigkeiten oder auch Häufigkeitsverteilungen längerer „Worte“ (also Symbolabfolgen) in der DNA-Sequenz in gewissem rahmen einen rückschluss auf die hinter der Sequenz stehende Spezi-es erlauben. Solche Genomsignaturen sind auch heute noch von großem Interesse, da sie – zumindest prinzipiell – eine automa-tisierte Vorsortierung der in biologischen Großexperimenten immer schneller anfallenden Sequenzsegmente erlauben. Durch Genomsignaturen kö­nnen also unbekannte DNA-Frag-mente in ein bekanntes Speziesraster einsortiert werden. Der prinzipielle Befund der Genomsignaturen wirft aber auch eine reihe von Fragen auf: Welche evolutionären Prozesse führen auf ein statistisches Signal in einer DNA-Sequenz? Welche Be-standteile eines Genoms tragen diese Genomsignatur? Sicher scheint, dass die klassischen Funktionseinheiten des Genoms, die Gene, nur einen recht geringen Beitrag zu solchen Genom-signaturen leisten, da sie gerade in hö­heren Organismen oft nur einen Bruchteil der Sequenzmenge darstellen. erstaun-

11�

Querschnitt 21

Chr. 22Chr. 21Chr. 20

H. sapiens:Chr. 19Chr. 18Chr. 17

M. musculus:

Korrelationsstärke

Symbolabstand

0,1

0,08

0,06

0,04

0,02

50 10 15 25 3020

Abbildung 2 • exemplarische Korrelationskurven von H. sapiens und M. musculus. Korrelationsstärke αk vs. Symbolabstand k für k=1,2,…,30.

dieses Korrelationsprofil eine extrem hohe Systematik auf-weist. Abbildung 2 gibt einen eindruck davon. Aufgetragen ist die Korrelationsstärke αk gegen den Symbolabstand k für je-weils drei Chromosomen des Menschen und der Maus, quan-tifiziert durch die Parameter eines DAr(30)-Prozesses, die aus den chromosomalen Sequenzen geschätzt werden. Die Kor-relationsprofile der Maus weisen untereinander eine sehr ho-he Ähnlichkeit auf und sind deutlich von denen des Menschen zu unterscheiden, die wiederum – trotz der etwas grö­ßeren Streuung – untereinander recht ähnlich sind. In Abbildung 3 sind die Korrelationskurven für sechs eukaryo-tische Spezies angegeben. Der eindruck aus Abbildung 2 ver-stärkt sich mit dieser grö­ßeren Datengrundlage enorm: alle Chromosomen einer Spezies zeigen das gleiche charakteristi-sche Muster, das sich wiederum signifikant von denen anderer Spezies unterscheidet. ein anderes erstaunliches Ordnungs-prinzip hinter Abbildung 3 fällt auf, wenn man die Spezies in Paaren betrachtet. In dieser Darstellung sind jeweils evolutio-när besonders ähnliche Spezies nebeneinander dargestellt: Mensch-Schimpanse, Maus-ratte, Fruchtfliege-Moskito. es ist klar zu sehen, dass die Ähnlichkeit der Kurvenscharen mit der evolutionären Speziesverwandtschaft zusammenhängt.

Das Ziel ist es nun, den unterschied zwischen grö­ßeren Men-gen an Korrelationskurven quantitativ zu erfassen. ein ein-faches und robustes Abstandsmaß zweier Korrelationsvek-toren α(a) = {αk(a)} und α(b)={αk(b)} der Chromosomen a und b ist durch das Aufsummieren der betragsmäßigen Differenzen in jeder Komponente gegeben. Diese auch als L1-Distanzen be-zeichneten Grö­ßen führen bei einer Anwendung auf alle Paare von Chromosomen zu einer Distanzmatrix, die mit Hilfe einer Clusteranalyse (uPGMA bzw. Average Linkage) untersucht werden kann. Das ergebnis in Gestalt eines Clusterbaums (oder Dendrogramms) ist für die sechs diskutierten Spezies und C. elegans in Abbildung 4 dargestellt. Gezeigt wird dabei ein Consensus Tree mit Bootstrap-Wahrscheinlichkeiten an den Verzweigungen der Äste, die die Stabilität der Baumstruktur quantifizieren. ein hoher Bootstrap-Wert weist dabei auf eine robuste Verzweigung hin. Die Clustermethode, der die Spezi-eszugehö­rigkeit der einzelnen Chromosomen nicht als ver-wendbare Information mitgeteilt wurde, führt zu einer (fast) perfekten Speziestrennung, außer bei Mensch und Schimpan-se. Die Cluster der Chromosomen von ratte und Maus fallen eng zusammen, sie bilden jedoch zugleich große reine Sub-cluster aus Chromosomen der jeweiligen Spezies. Ausschließ-

115

FAchbereich mAthemAtik und nAturwissenschAFtenDie mathematische suche nach verborgenen signalen im genom

Dar(p)-prozessSei Xn das nte Symbol in einer durch einen DAr(p)-Prozess generierten Sequenz. Dann ist Xn gegeben durch die folgende rekursive Anweisung (Jacobs und Lewis, 1978; Dehnert et al., 2003):

Xn = Vn Xn-An + (1 – Vn ) Yn , n = p + 1, p + 2, … . (1)

Der erste Term in diesem rekursiven Modell ist für die Mar-kov-eigenschaft verantwortlich, während der zweite Term un-korrelierte, zufällig gezogene Symbole aus dem Alphabet in die Sequenz einfließen lässt. Die Zufallsvariable Vn nimmt die Werte 0 und 1 an und wirkt damit als Schalter zwischen den zwei Termen der rechten Seite von Gleichung (1). Der Wert Vn= 1 tritt mit der Wahrscheinlichkeit ρ ein, der Wert Vn= 0 mit der verbleibenden Wahrscheinlichkeit 1–ρ. Die weiteren Parame-ter dieses Prozesses verbergen sich in der Zufallsvariablen An. Diese nimmt die Werte 1, 2, …, p an, und zwar mit den Wahr-scheinlichkeiten α1, α2, …. , αp. Die Werte αk regulieren dabei, wie oft das Symbol Xn in der Sequenz durch das Symbol Xn-k, das k Schritte in der Sequenz zurückliegt, determiniert wird, falls ein Rückgriff erfolgt. Als letzten Baustein besitzt der Prozess die

Zufallsvariable Yn, die Werte des Alphabets nach einer festzu-legenden Verteilung π, der Marginalverteilung, annimmt. Die Zufallsvariablen Vn, An und Yn werden als unabhängig angese-hen. Die Sequenz Xn hat eine Markov-eigenschaft pter Ordnung, wobei die Werte αk per Konstruktion die Stärke der Korrelation im Abstand k beschreiben. ein großer Vorteil dieses Korrela-tionsmaßes gegenüber anderen (z. B. der Transinformation) ist, dass der Schätzprozess mit dem Parameter ρ explizit die Menge an zufälliger Sequenz (also an Hintergrundrauschen) quantifiziert und dieser Beitrag nicht in der Korrelationsstär-ke beinhaltet ist. Die Bestimmung der Parameter erfolgt über einen mehrstufigen Schätzprozess (siehe Jacobs und Lewis, 1983; Dehnert et al., 2006).Abbildung 1 fasst die Funktionsweise dieser rekursiven, durch den DAr(p)-Prozess gegebenen Modellierung einer Symbolse-quenz schematisch zusammen.Aus einer gegebenen DNA-Sequenz lassen sich nun die Pro-zessparameter schätzen. Der sich so ergebende Parameter-vektor α = {αk} stellt dann das ergebnis unserer Neufassung einer Korrelationsanalyse dar: das Korrelationsprofil einer DNA-Sequenz. unsere ersten Tests an ganzen Chromosomen verschiedener eukaryotischer Spezies zeigten sehr klar, dass

11�

AC

AC

GG

T

Tzufällige Symbole

αp

α3

α2

α1

historisches Symbol(Wahrscheinlichkeit ρ)

Markov-Ordnung p

zufälliges Symbol (Wahrscheinlichkeit 1-ρ)

. . .

…TAGCTTC…AGA

Abbildung 1 • Schematische Darstellung des DAr(p)-Prozesses aus Gleichung (1). ein neues Symbol der Sequenz wird entweder durch Ziehen eines zufälligen Sym-bols oder durch rückgriff auf ein Vorgängersymbol bestimmt. Die maximale rückgriffweite ist durch die festgelegte Markov-Ordnung p gegeben. (Angepasst aus: Hütt und Dehnert, 2006.)

Querschnitt 21

Querschnitt 21

117

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Abbildung 4 • Clusteranalyse (uPGMA) für die Chromosomen von C. elegans [5 Chromosomen] und denen der Spezies in Abbildung 3. Basierend auf 100 Bootstrap-Samples sind die Bootstrap-Wahrscheinlichkeiten in % an den Verzweigungen der Äste im Baum angegeben. Bester Wert: 100% .

CE IIICE IV

CE ICE IICE V43

7587

100

MO 2RMO 2L

MO 3LMO 3R100

55100

DR 4DR 3RDR 2R100

DR 2LDR 3L100

10062

100

RA 12RA 10

RA 19RA 17

RA 20RA 8100

10076

RA 2RA 13

RA 16RA 18RA 9100

9794

RA 5RA 3

RA 1RA 799

53

RA 14RA 11

RA 15RA 6RA 495

9567

96

41

100

96

100

76

MU 19MU 1151

MU 9MU 10

MU 8MU 577

7668

MU 3MU 7

MU 17MU 2MU 441

44

MU 15MU 14MU 1269

MU 13MU 1895

MU 16MU 1MU 6100

9066

34

25

33

30

45

57

100

76

92

100

HU 19CH 20100

CH 19HU 17100

HU 16CH 18100

100 CH 23HU 22

71

100

100

HU 20CH 21100

CH 10HU 1297

CH 1HU 1100

HU 15CH 1662

79

100

59

HU 10HU 7

HU 14HU 998

CH 6CH 11CH 1283

CH 15CH 839

5080

52

9922

53

CH 9HU 11100

CH 14HU 1399

HU 4CH 377

89

HU 21CH 2252

CH 17HU 1868

29

CH 5CH 299

CH 13CH 482

67

HU 2HU 6HU 3100

72

HU 5HU 8CH 727

34

56

71

78

99

53

100

100

100

100

A. gambiae (MO)

C. elegans (CE)

D. melanogaster (DR)

M. musculus (MU)

R. norvegicus (RA)

H. sapiens (HU)

P. troglodytes (CH)

11�

Abbildung 3 • Korrelationskurven für die Chromosomen der folgenden Spezies: H. sapiens [22 Kurven], P. troglodytes [23 Kurven], M. musculus [19 Kurven], R. norvegicus [20 Kurven], D. melanogaster [6 Kurven] und A. gambiae [5 Kurven]. (Angepasst aus: Dehnert et al., 2005a.)

Symbolabstand0 5 10 15 20 3025

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

Korrelationsstärke

H. sapiens

M. musculus

Symbolabstand0 5 10 15 20 3025

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

Korrelationsstärke

Symbolabstand0 5 10 15 20 3025

0,02

0,06

0,04

0,08

0,12

0,1

0,14

Korrelationsstärke

D. melanogaster

Symbolabstand0 5 10 15 20 3025

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

Korrelationsstärke

P. troglodytes

R. norvegicus

Symbolabstand0 5 10 15 20 3025

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

Korrelationsstärke

Symbolabstand0 5 10 15 20 3025

0,02

0,06

0,04

0,08

0,12

0,1

0,14

Korrelationsstärke

A. gambiae

Querschnitt 21

119

H. sapiens47,5 % maskiert

Symbolabstand0 5 10 15 20 3025

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

Korrelationsstärke

Symbolabstand0 5 10 15 20 3025

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

Korrelationsstärke

M. musculus40,3 % maskiert

Symbolabstand0 5 10 15 20 3025

0,02

0,06

0,04

0,08

0,12

0,1

0,14

Korrelationsstärke

A. gambiae9,2 % maskiert

D. melanogaster8,5 % maskiert

Symbolabstand0 5 10 15 20 3025

0,02

0,06

0,04

0,08

0,12

0,1

0,14

Korrelationsstärke

R. norvegicus40,7 % maskiert

Symbolabstand0 5 10 15 20 3025

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

Korrelationsstärke

P. troglodytes46,5 % maskiert

Symbolabstand0 5 10 15 20 3025

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

Korrelationsstärke

Abbildung 5 • Korrelationskurven nach der Maskierung aller bekannten repetitiven elemente [farbig] für die Chromosomen der in der Abbildung genannten Spezies, im Vergleich zu den Korrelationskurven der unmaskierten Chromosomen [grau] – mit Angabe der stark variablen Mengen dieser elemente pro Spezies.

FAchbereich mAthemAtik und nAturwissenschAFtenDie mathematische suche nach verborgenen signalen im genom

11�

lich die Chromosomen rA 10, rA 12 liegen vor den Clustern von Maus und ratte. Die Chromosomen von Mensch und Schim-panse werden im Baum dahingegen nicht getrennt, sondern es zeigt sich eine Mixtur mit nur wenigen kleinen Subclustern von Chromosomen einer Spezies. Man beobachtet stattdessen eine grö­ßere Anzahl von Paarbildungen von Chromosomen des Menschen und des Schimpansen, die hohe Bootstrap-Werte aufweisen, was auf eine robuste Clusterung hindeutet. Fast alle diese Paare sind orthologe Chromosomen des Menschen und Schimpansen (d. h. solche Chromosomen, die bei dem ge-meinsamen Vorgänger von Mensch und Schimpanse vor ca. 5 Millionen Jahren noch ein Chromosom darstellten). Bei einer Nukleotid-Divergenz beider Spezies von ca. 1 % auf der ebene des gesamten Genoms (The Chimpanzee Sequencing and Ana-lysis Consortium, 2005) ist es nicht überraschend, dass eine vollständige Trennung dieser Spezies auf Basis der Korrela-tionsprofile bis p = 30 nicht mö­glich ist. Stattdessen bestätigt unsere Methode die chromosomalen Homologien zwischen Mensch und Schimpanse.

Neben dieser Speziesclusterung sieht man sofort, dass die Struktur des Baumes auch phylogenetische Aspekte wider-spiegelt. Die nahe Verwandtschaft von Mensch und Schimpan-se, Maus und ratte, sowie von Drosophila und Moskito findet sich ebenso wieder wie die unterscheidung von Säugetieren und Insekten in Abgrenzung zu C. elegans. Wir hatten damit ein Zwischenziel erreicht, nämlich eine neue Genomsignatur, die deutlich tiefer in die strukturellen eigen-schaften eines Genoms schauen konnte, als die einfachen statistischen Observablen, die bisher herangezogen wurden. Die nächste Frage bestand für uns nun darin, ob unsere neue Genomsignatur in der Lage sein kö­nnte, Prozesse der Genom-evolution quantitativ zu vermessen. eine erste evidenz dafür kam aus der Systematik unserer Genomsignatur selbst. Wenn die unterschiede der Korrelationsprofile zweier Spezies einen gewissen Zusammenhang mit dem evolutionären Abstand der beiden Spezies aufweisen, dann musste unsere Genomsigna-tur ihren ursprung und letztlich ihre Produktionsmaschinerie in den Prozessen der Genomevolution haben. einen Schlüssel zu dieser Verbindung zwischen Genomsignatur und Genom-evolution stellen bestimmte nicht für Proteine codierende Be-reiche der DNA dar, sogenannte repetitive Elemente.

3 • repetitive elemente eine der elementarsten Observablen auf der ebene ganzer Ge-nome ist die Genomgrö­ße. Frühe Betrachtungen der Genom-grö­ße gingen von der erwartung aus, dass Genomgrö­ße und organismische Komplexität miteinander korreliert sein müs-sen. Heute weiß man, dass die beobachtete Genomgrö­ße für eukaryoten erheblich von nicht-codierenden Sequenzsegmen-ten getragen wird. Die Frage nach der evolution von Genom-grö­ße wird also mehr und mehr nach einer Frage, wie sich nicht-codierende DNA in einem Genom vervielfältigt, wie sie entfernt oder modifiziert wird. Die Genome der Säugetiere, insbesondere aber auch der Pri-maten (Hu und CH) und Nager (Mu und rA) enthalten einen hohen Anteil an repetitiven elementen (repeats), die ihrerseits in Klassen, Subklassen und Familien eingeteilt werden. Viele dieser Klassen besitzen spezifische Verbreitungs- und Verviel-fältigungsmechanismen.Mobilen elementen, deren entdeckung und quantitativer Nach-weis unsere Vorstellung von der Struktur und Dynamik inter-genischer Bereiche erheblich verändert hat, kommt dabei eine zentrale rolle zu. Auf der Grundlage der derzeit verfügbaren, vollständig sequenzierten eukaryotischen Genome lässt sich ein deutlicher Zusammenhang zwischen der Menge mobiler elemente und der Genomgrö­ße feststellen. Die mobilen ele-mente sind DNA-Fragmente, die die Fähigkeit haben, sich in das Genom einzufügen. Zu solchen mobilen elementen gehö­-ren DNA-Transposons und retrotransposons. DNA-Transpo-sons werden in der regel aus dem Genom entfernt und an einer anderen Stelle wieder eingesetzt (cut-and-paste). retro-transposons dagegen werden in rNA transkribiert und danach durch die reverse Transkriptase wiederum in DNA übersetzt und dann in das Genom integriert (copy-and-paste). Aufgrund ihrer offensichtlichen Bedeutung für Genomevoluti-on sind retrotransposons von großem Interesse. retrotrans-posons untergliedern sich unter anderem in lange und kurze elemente: long interspersed nuclear elements, LINes, und short interspersed nuclear elements, SINes. Im menschlichen Genom stellen L1-repeats die wichtigste Klasse von LINes dar und Alu-repeats die wichtigste Klasse von SINes. Die genauen dy-namischen entwicklungsprozesse und insbesondere die mö­g-liche Funktion dieser repeats liegen weitgehend im Dunkeln. Wir haben kürzlich den Nachweis geführt, dass die Genom-signatur deutlich, aber nicht ausschließlich durch diese elemente bestimmt ist, und konnten die relativen Beiträge verschiedener repeatklassen quantifizieren. Dies erfolgt durch einen Vorher-Nachher-Vergleich der Korrelationskurven, indem man diese elemente maskiert (d. h. entweder lö­scht oder mit Zufallsba-sen überschreibt). ein Beispiel zeigt Abbildung 5, in der deut-lich abgeschwächte, aber noch strukturtragende Signale nach der Maskierung zu sehen sind.

Querschnitt 21

1�1

FAchbereich mAthemAtik und nAturwissenschAFtenDie mathematische suche nach verborgenen signalen im genom

kurzbiografienDr. manuel Dehnert Studium der Mathematik an der h_da mit den Schwerpunkten Statistik, Informatik und Physik. Berufspraktische Semester bei Helaba London (england) und Opel Antwerpen (Belgien). Diplomarbeit in Kooperation mit dem Fachbereich Biologie der Technischen universität Darmstadt. Nach Abschluss des Studiums Wissenschaftlicher Mitarbeiter der AG Bioinformatik im Fachbereich Biologie der TuD. Im Juni 2006 Promotion mit dem Thema „Ordnende Prinzipien statistischer Korrelationen in eukaryotischen Genomen“. Seit August 2006 Postdoc in der Arbeitsgruppe Computational Systems Biology von Prof. Marc-Thorsten Hütt an der Jacobs university Bremen. Koautor des Buches „Methoden der Bioinformatik“, Springer-Verlag 2006.

prof. Dr. Werner E. helmStudium von Mathematik/Physik/Operations research, Di-plom in Mathematik, Promotion (1978) und Wissenschaftlicher Mitarbeiter an den Fachbereichen Mathematik der TH Darm-stadt und der Tu Berlin in den Bereichen Statistik, Stochastik und Operations research. Projektleiter bei der Fa. e. MerCK, Darmstadt im Bereich Technisch-Wissenschaftliche Informa-tionssysteme, Biometrie, Chemometrie, Management Support. Seit 1989 Professor für Mathematik an der Hochschule Darm-stadt, h_da. Arbeitsschwerpunkte: Statistik, Datenanalyse, Si-mulation, Optimierung und Data Mining. Ziel: (Weiter)entwicklung junger Menschen zum Diplom oder zur Promotion; in jedem Fall so, dass sie sich den Herausfor-derungen wie Arbeitsmarkt, Globalisierung und eigener wis-senschaftlicher Neugier optimal vorbereitet stellen kö­nnen. Gründungsmitglied und Sprecher des CCSOr (Competence Center Statistics and Operations research), SAS Software Ver-antwortlicher der h_da. Seit 2001 im Bioinformatik Darmstadt Team engagiert mit dem Projekt „The correlational structure of DNA sequences“.Publikationen u. a. in Bull. L’Acad. Polon., Proceedings of the AMS, Journal of Applied Probability, Mathematics of Operations research, Physica A, Gene, Journal of Computational Biology, Physical reviews e, Tagungsbände, Springer Lecture Notes.

prof. Dr. marc-Thorsten hütt Marc Hütt (Jahrgang 1967) studierte Physik in Gö­ttingen und Paris. er promovierte 1997 in Gö­ttingen. Von 1995 bis 1998 war er zunächst als wissenschaftlicher Angestellter, dann als Post-doc am II. Physikalischen Institut der universität Gö­ttingen tätig, von Juli 1998 bis Juli 2002 gehö­rte er zum Graduierten-kolleg „Kommunikation in biologischen Systemen“ an der Tu Darmstadt. Weitere Stationen seiner Ausbildung sind Praktika am DeSY in Hamburg und in Warschau sowie Forschungsauf-enthalte in Novosibirsk und Helsinki. Von 2002 bis 2006 arbeitete er als Juniorprofessor für Theo-retische Biologie und Bioinformatik an der Tu Darmstadt. Seit

Mai 2006 ist er Professor für Computational Systems Biology an der Jacobs university Bremen. Von 2000 bis 2005 war er Mitglied der Jungen Akademie, ei-ner gemeinsamen Institution der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften und der Deutschen Akademie der Naturforscher Leopoldina. Dort war er Sprecher der Ar-beitsgruppe „Selbstorganisation in Natur, Gesellschaft und Denksystemen“. Neben Korrelationen in DNA-Sequenzen und Genomsignatu-ren gehö­ren zu seinen Forschungsinteressen raumzeitliche Dynamiken und Strukturbildungsphänomene in der Biologie, biologische Netzwerke, aber auch die Theorie der Selbstorga-nisation und ihre Anwendung in der Biologie. Seine Bücher („Datenanalyse in der Biologie“, Springer-Ver-lag 2001 und, zusammen mit Manuel Dehnert, „Methoden der Bioinformatik“, Springer-Verlag 2006) schlagen eine Brücke zwischen Theorie und experiment im Versuch, biologische Systeme auf vielen Skalen zu verstehen.

4 • Ausblick Neuere Forschungsergebnisse führen aktuell dazu, die Rolle der Gene bei der Vererbung auf recht fundamentaler Ebene zu überdenken (siehe den Bericht in Nature mit dem provokativen Titel „Gene-tics: What is a gene?“ (Pearson, 2006 b)). Vor allem wird die Hypothese diskutiert, dass ein wesent-licher Zweck der 95 % „Junk-DNA“ eine Art Backup darstellt, etwa wie wir sie von unseren Festplatten kennen, nur hier von reproduktionsbewährtem Genmaterial unserer Vorfahren, die dieses Backup an uns weitergegeben haben, mit dem Ziel, bestimmte Fehler bei der Weitergabe unter Umständen noch nach mehreren Generationen durch Rückgriff auf das Backup korrigieren zu können (non-men-delian inheritance). So wie man auf einem Computer Backup-Dateien jedoch mit normalen Program-men nicht lesen und verstehen kann, können wir bisher mit Mendelschen Regeln und mit einer auf Genen basierten Betrachtungsweise dieses Backup in unserem Genom noch nicht lesen, da es ver-mutlich auf einer anderen Verarbeitungsebene (nämlich RNA-basiert) gelesen und verstanden werden muss. Wenn sich diese Hypothese bestätigen lässt, so hätte das ohne Zweifel interessante Implikationen für unsere anhand der korrelationsbasierten Genomsignatur getroffenen Beobachtungen. Zugleich wäre auch ein Weg mit ungeahnten Möglichkeiten für die zukünftige Nutzung dieses Backups eröffnet. Wer also dachte, mit der Entschlüsselung des Genoms seien alle Fragen geklärt, der sieht, im Leben wie in der Wissenschaft gilt stets: Jedes Ende ist ein neuer Anfang.

1�0

literatur 1 • Dehnert, M., helm, W. e., hütt, M.-t., 2003. A discrete autoregressive process as a model for short-range correlations in DnA sequences. Physica A 327, 535–553. � • Dehnert, M., helm, W. e., hütt, M.-t., 2005a. information theory reveals large-scale synchronisation of statistical correlations in eukaryote genomes. Gene 345, 81 – 90. � • Dehnert, M., helm, W. e., hütt, M.-t., 2006. informational structure of two closely related eukaryotic genomes. Phys. rev. e 74, 021913. � • Dehnert, M., Plaumann, r., helm, W. e., hütt, M.-t., 2005b. Genome phylogeny based on shortrange correla- tions in DnA sequences. J. comp. Biol. 12, 545 – 553. 5 • Gentles, A. J., Karlin, s., 2001. Genome-scale compositio- nal comparisons in eukaryotes. Genome res. 11, 540 – 546. � • hütt, M.-th., Dehnert, M., 2006. Methoden der Bioinfor- matik. eine einführung. springer-Verlag, heidelberg, Berlin. 7 • human Genome sequencing consortium, 2001. initial sequencing and analysis of the human genome. nature 409, 860 – 921. � • hsieh, L.-c. Luo, L., Ji, F. und Lee, h. c., 2003. Minimal Model for Genome evolution and Growth. Phys. rev. Lett. 90, 018101.

9 • Jacobs, P., Lewis, P., 1978. Discrete time series genera- ted by mixtures iii: autoregressive processes (DAr(p)). tech. rep. nPs55-78-022, naval Postgraduate school, Monterey, california. 10 • Jacobs, P., Lewis, P., 1983. stationary discrete autore- gressive-moving average time series generated by mixtures. Journal of time series Analysis 4, 19 – 36. 11 • Karlin, s., Ladunga, i., 1994. comparisons of eukaryotic Genomic sequences. PnAs 91, 12832 – 12836. 1� • Pearson, h., 2006a. Genetic information: codes and enigmas. nature 444, 259 – 261. 1� • Pearson, h., 2006b. Genetics: What is a gene? nature 441, 398 – 401. 1� • Qi, J., Wang, B., hao, B., 2004. Whole genome proka- ryote phylogeny without sequence alignment: a K-string composition approach. J. Mol. evol. 58, 1 – 11. 15 • russell, G., Walker, P., elton, r., subak-sharpe, J., 1976. Doublet frequency analysis of fractionated vertebrate nuclear DnA. J. Mol. Biol. 108, 1 – 23. 1� • the chimpanzee sequencing and Analysis consortium, 2005. initial sequence of the chimpanzee genome and comparison with the human genome. nature 437, 69 –87. 17 • Venter, c. J., Adams, M. D., Myers, e. W., et al., 2001. the sequence of the human Genome. science 291, 1304 – 1351.

zu untersuchen und zu vergleichen, wie sich die Arbeitsbedin-gungen der redakteure verändern und ob die neuen Strukturen aus Sicht der redaktion zu einer Verbesserung der journalisti-schen Qualität beitragen. Neben wissenschaftlicher erkennt-nis und Prognosemö­glichkeiten zur Zukunft der redaktion er-gaben sich ratschläge, wie das redaktionsmanagement der APA optimiert werden kann.

2 • theoretischer hintergrund: neue redaktionsmodelle als konzepte der QualitätssicherungDie APA steht mit ihrem Innovationsprozess nicht alleine, son-dern folgt einem allgemeinen Trend: Die Strukturen der re-daktionen sind weltweit Jahrzehnte lang gleich geblieben und sollen nun gesellschaftlichen und technischen Veränderungen sowie dem Wandel des Mediennutzungsverhaltens angepasst werden.Typisch für die klassische redaktionsorganisation in Mitteleu-ropa ist sowohl in den Print-, als auch den großen rundfunk-häusern und Nachrichtenagenturen die ressortierung, also die einteilung der Welt in feste Sektionen, die „Departementa-lisierungen der realität“, wie es der Schweizer Forscher ulrich Saxer genannt hat. Die Kernressorts Politik, Wirtschaft, Kul-tur, Sport und Lokales gibt es schon seit mehr als 100 Jahren. Jedes ressort ist für sich selbst verantwortlich; Koordination findet allenfalls in einer kurzen allgemeinen redaktionskonfe-renz statt. Die redakteure arbeiten nur für ihre Sparte oder ihre Sendung, die anderen Sparten und Sendungen interessie-ren praktisch nicht. Die Separierung wird durch Architektur gestützt: In Mitteleuropa sind redaktionsräume traditionell in kleine Büros unterteilt. Jedes ressort hat ein eigenes Büro – manchmal sogar jeder redakteur ein eigenes Zimmer.Der Nachteil dieser redaktionsstrukturen ist, dass das Be-wusstsein für die Zeitung oder das Programm als Ganzes ab-handen kommt und die redaktion nur Themen wahrnimmt, die ins raster der ressorts oder der Abteilungen passen. Themen, die nicht zweifelsfrei zum Beispiel der Politik, der Wirtschaft oder der Kultur zugeordnet werden kö­nnen, werden nicht wahrgenommen oder nur monoperspektivisch, also einseitig behandelt. Gerade komplexe Themen kö­nnen nicht adäquat recherchiert und bearbeitet werden.Hinzu kommt, dass Medienhäuser zunehmend mehrmedial ar-beiten und mehrere Ausspielkanäle bedienen (z. B. Print im normalen Format, Print als kompaktes Format für junge Ziel-gruppen, Internet, mobile Kommunikation etc.). Vor ein paar Jahren hat man damit begonnen, für jedes Medium eine eigene abgetrennte redaktion einzurichten. Der Trend geht heute da-hin, die Medien zusammenzuführen und redaktionen cross-medial zu organisieren, was nicht unproblematisch ist und neue Herausforderungen mit sich bringt (vgl. u. a. Singer 2004).eine Nachrichtenagentur beliefert zwar kein Massenpublikum, sondern stellt den redaktionen den Input zur Verfügung, orga-nisatorisch hat sie allerdings mit ähnlichen Problemen zu kämpfen: komplexe Themen, einseitige ressortierung, mono-mediale Bearbeitung, verbesserungswürdige Workflows und entscheidungsstrukturen. umstrukturierungen der redaktion sollen dazu beitragen, alle diese Defizite zu beheben.

In Deutschland, Österreich und der Schweiz haben sich für neue redaktionsmodelle, welche die genannten Ziele verfol-gen, die Begriffe „Newsdesk“ und „Newsroom“ durchgesetzt. Die Begriffe kö­nnen wie folgt definiert werden (Meier 2006a): • Der Newsdesk ist eine Koordinations- und Produktions-zentrale, in der alles zusammenläuft, was die redaktion an Material zur Verfügung hat. In Zeitungsredaktionen werden dort die Seiten verschiedener ressorts und/oder Lokalredak-tionen gemeinsam koordiniert und produziert. Am Newsdesk kö­nnen zudem crossmedial mehrere Plattformen abgestimmt und bedient werden. Je nach Konzept kö­nnen am Newsdesk nur ein oder zwei redakteure, aber auch bis zu einem Dutzend oder sogar noch mehr redakteure (besser: editors oder edi-toren) sitzen.• Der Newsroom ist nicht einfach ein traditionelles Großraum-büro, sondern unterstützt architektonisch neue redaktionelle Konzepte des ressort- und medienübergreifenden Planens und Arbeitens. Die Wände zwischen ressorts und Medien wer-den eingerissen; alle Journalisten sitzen in einem gemein-samen redaktionsraum und sollen sich so besser absprechen und koordinieren. Mit dem Begriff „Newsroom“ ist indes gar nicht so sehr die Architektur, sondern eher das neuartige Or-ganisationsmodell und die neue Art journalistisch zu denken und zu handeln gemeint. Oft ist die rede vom „Fall der Mauern im Kopf“.• Mitunter werden beide Konzepte verbunden: Der Newsdesk bildet dann das Zentrum eines Newsrooms. Auf Newsdesk- oder Newsroom-Konzepte haben zum Beispiel umgestellt: Berner Zeitung (Schweiz), Braunschweiger Zeitung, Der Standard Wien, Deutsche Presse-Agentur Hamburg, Die Welt/Welt kompakt/Berliner Morgenpost, Evangelischer Pressedienst epd Frankfurt, Financial Times Deutschland Hamburg, Frankfurter Rundschau, Fränkischer Tag Bamberg, Freie Presse Chemnitz, Handelsblatt Düsseldorf, Mainpost Würzburg, Mittelbayerische Zeitung regensburg, Neue Osnabrücker Zeitung, Neue Westfä-lische Bielefeld, Rheinische Post Düsseldorf, Ruhr Nachrichten Dortmund, Saarbrücker Zeitung, Schwäbische Zeitung Leutkirch, Süddeutsche Zeitung München, Tagesspiegel Berlin, Trierischer Volksfreund, Wiesbadener Kurier/Wiesbadener Tagblatt.empirische Studien, welche den erfolg der neuen Modelle überprüfen, sind (noch) selten. Sie kommen zu unterschied-lichen ergebnissen (Meier 2006a: 211 – 212), was vor allem dar-an liegt, dass die analysierten redaktionsmodelle zwar meist in den Zielen, nicht jedoch in wichtigen organisatorischen De-tails übereinstimmen. Bei einer Befragung im rahmen einer Diplomarbeit an der Hochschule Darmstadt (Bettels 2005) ga-ben die Journalisten der Mainpost (Würzburg) und des Medien-hauses Nordjyske Medier (Dänemark) mehrheitlich an, dass durch Newsdesk und Newsroom zwar der zeitliche Druck, aber auch die Arbeitszufriedenheit gestiegen sei, weil es zum Beispiel befriedigender ist, für mehrere Medien zu arbeiten. Zudem gaben 60 Prozent der befragten Journalisten an, dass die Qualität der journalistischen Produkte gestiegen sei: es werde jetzt deutlich mehr recherchiert und weniger auf Agen-turmaterial zurückgegriffen. Bei den ohnehin wenigen vorliegenden untersuchungen han-delt es sich um „snapshot in time“-Studien (Singer 2004: 17). es

FAchbereich soziAl- und kulturwissenschAFtenredaktionsmanagement und redaktionelle innovationen einer großen nachrichtenagentur

1��

1 • ziele der studieDie Anglizismen Newsroom, Newsdesk und Crossmedia avan-cierten in letzter Zeit zu Modewö­rtern des redaktionsmana-gements im deutschsprachigen raum – vor allem bei Tages-zeitungen, aber auch bei Nachrichtenagenturen und rund- funkanstalten. Innovative Chefredakteure versprechen sich durch neue redaktionelle Strukturen eine hö­here journalisti-sche Qualität, weil dadurch komplexe Themen ressortüber-greifend bearbeitet, redaktionelle Workflows optimiert und die Themenplanung professionalisiert werden kö­nnen. Zudem sollen die Herausforderungen einer konvergenten Medienwelt in crossmedialen redaktionen besser bewältigt werden – zum Beispiel durch einen gemeinsamen Newsroom für Print, Inter-net und mobile Medienplattformen. Bislang liegen jedoch kaum empirische evaluationen vor, welche die neuen Modelle über-prüfen und analysieren, wie sich die Arbeitszufriedenheit der Journalisten und die journalistische Qualität verändern.Da zurzeit neue redaktionsmodelle wie Pilze aus dem Boden schießen, die sich in Detail erheblich unterscheiden, mussten im Forschungsprojekt zunächst alle mö­glichen redaktionellen Innovationen recherchiert und verglichen werden. Auf dieser Basis wurde in einer Fallstudie das neue Newsroom-Konzept der Austria Presse Agentur (APA) in Wien empirisch analysiert (Meier 2006a; 2006b; 2007a). Die APA ist die sechstgrö­ßte Nachrichtenagentur in europa. Sie arbeitet unabhängig durch

ein Genossenschaftsmodell, das nach dem Zweiten Weltkrieg vom anglo-amerikanischen Journalismus übernommen wur-de. Der neue Newsroom der APA wurde in einer Beilage der Zeitschrift Der Österreichische Journalist als „europas mo-dernster Newsroom“ bezeichnet. er war gleich nach der erö­ff-nung im August 2005 Pilgerstätte für Dutzende von redakti-onsleitern aus aller Welt und dient als Vorbild für Innovationen in anderen redaktionen – zum Beispiel bei der Gründung der großen neuen Tageszeitung „Österreich“ in Wien oder bei den umstrukturierungen der Deutschen Presse-Agentur (dpa) in Hamburg und der Schweizerischen Depeschenagentur (sda) in Bern.Die Studie erforschte den Innovationsprozess der APA-redak-tion mit sozial- und journalistik-wissenschaftlichen Methoden und war in vielerlei Hinsicht eine Pionierstudie. Bislang liegen untersuchungen zu neuen redaktionsstrukturen und Manage-ment-Modellen in redaktionen nur nach umstrukturierungen (Hansen/Neuzil/Ward 1998; Singer 2004) oder zu bestimmten Zeitpunkten im umstrukturierungsprozess vor (Meier 2002). Außerdem gibt es inzwischen eine Fülle von einzelbeschrei-bungen neuer Newsroom-Konzepte deutschsprachiger Medi-en, vor allem im Tageszeitungsbereich (vgl. u. a. Initiative Ta-geszeitung 2004; Meier 2006a), die jedoch noch nicht empirisch überprüft sind. Jetzt bestand die einmalige Mö­glichkeit, die redaktionsorganisation vor und nach einer umstrukturierung

1��

redAktionsmAnAgement und redAktionelle innoVAtionen einer grossen nAchrichtenAgenturProjekt in Kooperation zwischen der hochschule Darmstadt und der Austria Presse Agentur (APA) Wien

autor •Prof. Dr. Klaus Meier

Querschnitt 21

125

Redaktionsmanagement und redaktionelle Innovationen einer großen Nachrichtenagentur FACHBEREICH SOZIAL- UND KULTURWISSENSCHAFTEN

Tabelle 2 • Veränderungen redaktioneller Prozesse Frage 2005 • Welche Erwartungen haben Sie für die Zeit nach der Übersiedlung? Wie werden sich die folgenden redaktionellen Prozesse ändern? Werden Sie eher besser oder eher schlechter? Oder bleiben sie gleich? Frage 2006: Bitte vergleichen Sie Ihre jetzige Situation mit der Zeit vor der Übersiedlung. Wie haben sich die folgenden redaktionellen Prozesse geändert? Wurden Sie eher besser oder eher schlechter? Oder blieben sie gleich?

Tabelle 1 • Zufriedenheit mit den Arbeitsbedingungen im Vergleich | Frage 2005 und 2006 • Wenn Sie einmal Ihre gegenwärtige Arbeitssituation in der APA überden-ken – sind Sie zufrieden oder nicht zufrieden? Sie können auf einer 6er-Skala abstufen zwischen „sehr zufrieden“ (1) und „nicht zufrieden“(6).

124

QUERSCHNITT 21

127

Redaktionsmanagement und redaktionelle Innovationen einer großen Nachrichtenagentur FACHBEREICH SOZIAL- UND KULTURWISSENSCHAFTEN

gibt weder Langzeitforschungen noch Untersuchungen vor ei-ner Umstrukturierung in der Planungsphase. Diese Lücke soll-te die Fallstudie schließen, für die im Kern Forschungsfragen nach dem Wandel von Arbeitsbedingungen, Arbeitszufrieden-heit und journalistischer Qualität gestellt wurden:F1 • Wie verändern redaktionelle Innovationen die Arbeits-

bedingungen der Redakteure? F2 • Tragen die neuen Redaktionsstrukturen aus Sicht der

Journalisten zu einer Verbesserung der journalistischen Qualität bei?

F3 • Wie nimmt eine Redaktion die Idee ressortübergreifenderund crossmedialer Arbeitsweisen auf? Wie diffundieren neue Arbeitsweisen in eine Redaktion?

F4 • Welche Rolle spielen Gebäude und Raum einer Redaktion– vor allem Architektur, Lärm, Luft und Licht – bei der Arbeitszufriedenheit der Journalisten und bei der Diffu-sion redaktioneller Innovationen?

Für die Langzeitstudie hat der Projektleiter den Innovations-prozess der APA mehr als zwei Jahre lang untersucht. Nach einem Redaktionsbesuch im Februar 2004 folgten im Septem-ber zwölf Intensivinterviews mit zufällig ausgewählten Res-sortleitern und Redakteuren sowie im Januar/Februar 2005 eine Online-Befragung aller redaktionellen Mitarbeiter. Nach der Übersiedlung im August sah das Mehrmethoden-Design zunächst eine Redaktionsbeobachtung im Oktober 2005 vor – dann erneut zwölf Intensivinterviews im Februar 2006 und schließlich eine zweite Online-Befragung im März/April 2006. Am Kernstück des Forschungsdesigns – den beiden schrift-lichen Befragungen – beteiligten sich jeweils 74 Prozent der redaktionellen Mitarbeiter.

3 • Der Innovationsprozess der Austria Presse Agentur3.1 Die neuen RedaktionsstrukturenDie APA arbeitete seit 1970 in einem Büroturm im Norden von Wien – dem so genannten „Internationalen Pressezentrum IPZ“.Die Redaktion war über mehrere Stockwerke verteilt, was ar-chitektonisch die Ressortbarrieren verstärkte und letztlich auch zementierte. Nach jahrelanger Suche nach einem geeig-neten Standort zog die APA im August 2005 in ein neues Gebäu-de im Zentrum von Wien. Die gesamte Architektur im Groß-raum soll neue Organisationsformen journalistischer Arbeit forcieren (vgl. Meier 2002, 2003): Verbesserung der Kommuni-kation und der Arbeitsabläufe, vernetztes ressortübergreifen-des Denken und Handeln, aktuelle Teams (Task forces) für kom-plexe Themen, Integration der Foto-, der Infografik- und der „Multimedia“-Abteilung (u. a. zuständig für Web-, Mobil-, Au-dio-Dienste). Die Anforderungen an den Workflow sind in einer Agenturre-daktion anders als z. B. in einer Zeitungsredaktion: Es geht viel mehr um Schnelligkeit – und die komplette Produktion fällt weg, weshalb die APA auch keinen Newsdesk als Produktions-tisch benötigt. Für die Ausspielungen der APA-Nachrichten sind nach wie vor die so genannten „Diensthabenden“ an den Ressort-Desks zuständig. Die Arbeitsplätze der „Dienstha-benden“ sind nun aber kreisförmig zentral angeordnet (vgl. Abbildung). In der Mitte des Redaktionsgebäudes hat die APA einen offenen Konferenz- und Arbeitstisch gebaut, für den man

die Bezeichnung „News-Market“ erfunden hat. Am News-Mar-ket finden alle Redaktionskonferenzen statt, und dort treffen sich aktuelle Teams für kurzfristige Projekte. Einziger fixer Ar-beitsplatz am News-Market ist der des ebenfalls neu erfunde-nen News-Managers: Entweder einer der beiden stellvertre-tenden Chefredakteure oder der Chef vom Dienst erfüllt dort Aufgaben als Koordinator, Planer, Impulsgeber, Ratgeber, Me-diator und Entscheider im aktuellen Tagesgeschehen.

3.2 Ergebnisse der Studie77 Prozent der befragten APA-Journalisten sind davon über-zeugt, dass das Großraumbüro ihre Arbeitsbedingungen alles in allem verbessert hat. Die Zusammenarbeit über Ressort-grenzen hinweg ist für 82 Prozent der befragten Mitarbeiter besser geworden. Ein Drittel meint zudem, dass sich sogar die Zusammenarbeit innerhalb der Ressorts verbessert hat. Für eine Mehrheit ist die Zusammenarbeit zwischen den Ausspiel-kanälen besser geworden. Obwohl die Teamarbeit also schon intensiviert wurde, ist ein Großteil der Redaktion aber davon weder gesättigt noch frustriert. Die generelle Zustimmung zum Wunsch nach noch stärkerer Teamarbeit ist exakt gleich geblieben – sie lag in beiden Wellen bei 79 Prozent.Ein Effekt des neuen Redaktionskonzepts ist, dass das Ver-ständnis für die Arbeitsweise und den Arbeitsanfall in anderen Ressorts und Abteilungen gestiegen ist. Dem stimmen 74 Pro-zent der befragten Mitarbeiter zu. Für 30 Prozent hat sich durch den Anspruch, öfter im Team zu arbeiten oder sich intensiver abzustimmen, allerdings auch der Arbeitsdruck erhöht. Ein Viertel gibt an, dass die Spannungen, die Konfrontationen oder die allgemeine Gereiztheit zugenommen haben.Mit ihren Arbeitsbedingungen im Allgemeinen waren die meis-ten APA-Mitarbeiter schon vor der Übersiedlung zufrieden (vgl. Tabelle 1, Zeile 1): 89 Prozent entschieden sich für die Werte 1, 2 oder 3 – und damit für ein „Zufrieden”. Dies hat sich nach der Übersiedlung kaum verändert – im Durchschnitt leicht gebes-sert (von 2,5 auf 2,4).

Abbildung 1 • Der neue Newsroom der APA im Zentrum von Wien bietet Platz für 140 Arbeitsplätze auf 1600 qm. Die Ressorts sind zur Mitte hin ausgerichtet (gelb markiert). In der Mitte sitzt der Newsmanager (rot); die Diensthabenden der Ressorts sind kreisförmig um das Zentrum herum platziert (blau).

Tabelle 3 • Veränderungen journalistischer Qualität. Frage 2005 • Wie wird sich nach Ihrer Einschätzung die journalistische Qualität verändern? Wird sie eher besser oder eher schlechter? Oder bleibt sie gleich? Frage 2006 • Eine Frage zum Vergleich „früher – heute“: Hat sich nach Ihrer Einschätzung die journalistische Qualität verändert? Ist sie eher besser oder eher schlechter geworden? Oder gleich geblieben?

126

QUERSCHNITT 21

WirtschaftAußenpolitik

Multimedia

Sport

ChronikBild/

InfografikKultur /

Wissenschaft

Innenpolitik

Querschnitt 21

Lokalem und anderen Themengebieten zusammenarbeiten (vgl. Meier/Feldmeier 2005; Meier 2007b). Die Studierenden der Hochschule Darmstadt bereiten sich darauf in vielfältigen Lehrveranstaltungen vor. In den Seminaren zum redaktions-management werden innovative und traditionelle redaktions-modelle analysiert. Diplomarbeiten untersuchen ausgewählte redaktionen in Fallstudien (vgl. z. B. Bettels 2005, Quick 2006, Meier/Tüshaus 2006).

literatur1 • Bettels, tina (2005): „newsdesk“ und „crossmedia“. eine Analyse innovativ arbeitender Zeitungsredaktionen in europa am Beispiel der „Main Post“ in Deutschland und „nordjyske Medier“ in Dänemark. Diplomarbeit: hoch- schule Darmstadt, studiengang Online-Journalismus. � • hansen, Kathleen A./neuzil, Mark/Ward, Jean (1998): newsroom topic teams: Journalists’ Assessments of effects on news routines and newspaper Quality. in: Journalism & Mass communication Quarterly. 75. Jg., h. 4, s. 803 – 821. � • initiative tageszeitung (hg.) (2004): redaktion 2004. Jahrbuch für Journalisten. Bundeszentrale für politische Bildung, Bonn, s. 21 – 35. � • Meier, Klaus (2002): ressort, sparte, team. Wahrneh- mungsstrukturen und redaktionsorganisation im Zeitungsjournalismus. uVK, Konstanz. 5 • Meier, Klaus (2003): Die neuerfindung der redaktion. Wie teams traditionelle Grenzen sprengen. in: Verband Österreichischer Zeitungen (hg.): Presse 2003. Wien, s. 214 – 229. � • Meier, Klaus (2006a): newsroom, newsdesk, cross- mediales Arbeiten. neue Modelle der redaktionsorgani- sation und ihre Auswirkungen auf die journalistische Qualität. in: siegfried Weischenberg/Wiebke Loosen/ Michael Beuthner (hg.): Medien-Qualitäten. Öffentliche Kommunikation zwischen ökonomischem Kalkül und sozialverantwortung. uVK, Konstanz, s. 203 – 222. 7 • Meier, Klaus (2006b): newsroom innovations and chan- ging mindsets. study on journalists’ assessments of effects on workflow and quality. Vortrag auf der tagung der europe an Alliance of news Agencies (eAnA) am 11. Mai in Wien. � • Meier, Klaus (2007a): innovations in central european newsrooms. Overview and case study. in: Journalism Practice, 1.Jg., h. 1 (in Druck)

1�9

redaktionsmanagement und redaktionelle innovationen einer großen nachrichtenagentur FAchbereich soziAl- und kulturwissenschAFten

9 • Meier, Klaus (2007b): Für und Wider des Lebens im Ghetto. Wissenschaftsjournalisten in den strukturen einer redaktion. in: holger hettwer/Markus Lehmkuhl/holger Wormer/Franco Zotta (hg.): Werkstatt Wissenschafts- journalismus. Bertelsmann stiftung, Gütersloh (in Druck). 10 • Meier, Klaus/Feldmeier, Frank (2005): Wissenschafts- journalismus und Wissenschafts-Pr im Wandel. eine studie zu Berufsfeldern, Marktentwicklung und Ausbil- dung. in: Publizistik, 50. Jg. h. 2, s. 201 – 224. 11 • Meier, Klaus/tüshaus, Benedikt (2006): echtzeit-Quoten. Klickzahlen im Online-Journalismus. in: epd medien, nr. 56 vom 19.7.2006, s. 3 – 7. 1� • Quick, Anna (2006): crossmediale Zusammenarbeit zwischen Print und Online. Konzeptionelle Vorschläge für das Darmstädter echo. Diplomarbeit: hochschule Darm- stadt, studiengang Online-Journalismus. 1� • singer, Jane B. (2004): strange Bedfellows? the diffusion of convergence in four news organizations. in: Journalism studies, 5. Jg., h.1, s. 3 – 18. 1� • stevens, Jane e. (2003): Moving Online into the news- room. in: Online Journalism review vom 03. 12. http:// www.ojr.org/ojr/workplace/1069284495.php (25.7.2006).

Projektleiter prof. Dr. klaus meier Studiengänge Wissenschafts- journalismus und Online-Journalismus Max-Planck-Str. 2, 64807 Dieburg, meier@h-da.de

kooperationspartner austria presse agentur (apa), Chefredakteur Michael Lang, Laimgrubengasse 10, A-1060 Wien, www.apa.at

zum Autor prof. Dr. klaus meier, Jahrgang 1968. er lehrt seit 2001 Jour-nalistik an der Hochschule Darmstadt, wo er den Studiengang Online-Journalismus mit aufgebaut hat, das Team zur entwick-lung des Studiengangs Wissenschaftsjournalismus leitete und nun Gründungs-Studiengangsleiter ist. er hat in eichstätt Journalistik, Politikwissenschaft und Philosophie studiert und mehrere Jahre im Journalismus und in den Public relations gearbeitet. Seine Forschungsprojekte beschäftigen sich mit Innovationen im Journalismus – wie neuen Modellen des re-daktionsmanagements, neuen journalistischen Darstellungs-formen und Arbeitsweisen sowie den Herausforderungen der Journalistenausbildung für eine sich wandelnde Medienwelt.

Abbildung 2 • Am News-Market im Zentrum des APA-Newsrooms finden die redaktionskonferenzen statt. Hier treffen sich auch aktuelle Teams.

1��

Die drei räumlich-architektonischen Aspekte Klima, Akustik und Licht sind die Hauptursache für unzufriedenheit und nach wie vor verbesserungswürdig – auch wenn die APA hier schon viel getan hat, um die generellen Nachteile eines Großraumbü-ros zu minimieren. Zum Teil war die Situation vorher aber noch schlechter. es wird kaum mö­glich sein, in diesen Punkten alle Mitarbeiter zufriedenzustellen: Bei der Akustik zum Beispiel beklagen einige zu großen Lärm, welcher die Konzentration stö­re, andere eine zu große Schalldämmung, welche die Kom-munikation innerhalb der ressorts und in Konferenzen ver-schlechtere. Sinnvolle Investitionen kö­nnten dagegen eventuell noch die Lichtverhältnisse verbessern (Verdunkelung an der Lichtkuppel, indirekte Beleuchtung etc.).Hinsichtlich der Verbesserung der redaktionellen Abläufe hat-ten die Mitarbeiter durchgehend hohe erwartungen – und sie wurden nicht enttäuscht (vgl. Tabelle 2): Bei allen gefragten Aspekten sind Verbesserungen eingetreten. 52 Befragte sind der Meinung, dass die entscheidungen im täglichen Nachrich-tengeschäft klarer und schneller geworden sind – dieser Aus-sage widersprechen nur sechs. Bei der einrichtung von Spezi-aldesks muss sich das neue redaktionsprinzip indes erst noch richtig beweisen: 28 Mitarbeiter konnten das (noch) nicht beur-teilen. Die hohen erwartungen (+1,4 auf einer Skala von –2 bis +2) konnten nicht erfüllt werden, auch wenn mit einem Durch-schnittswert von +0,7 eine Verbesserung erkannt wird (ohne Gegenstimme). Allerdings ist auch mö­glich, dass Spezialdesks nun nicht so stark nö­tig sind wie erwartet, weil ressortüber-greifendes Planen, recherchieren und Schreiben im neuen Newsroom generell gefö­rdert wird.Auch bei der journalistischen Qualität hatten die Mitarbeiter durchgehend Verbesserungen erwartet, die dann tatsächlich eingetreten sind (Tabelle 3). 31 Befragte geben an, dass sich die Qualität der APA-Dienste generell verbessert hat – nur zwei widersprechen dem; der rest gibt sich neutral oder unent-schieden. 46 Mitarbeiter sind überzeugt davon, dass die re-daktion nun schneller auf aktuelle ereignisse reagieren kann – eine Kernkompetenz einer Nachrichtenagentur. Die anderen sind hier neutral oder unentschieden; es widerspricht keiner. Auch zur umsetzung grö­ßerer, komplexer Themen gibt es kei-nen Widerspruch – und 43 denken, dass dies nun besser ge-worden ist. Leichte Verbesserungen werden in der Quellen-vielfalt wahrgenommen. Dagegen hat sich die Mö­glichkeit, auch einmal Themen aufgreifen zu kö­nnen, die abseits der Nachrichtenroutine liegen, nur für ein paar wenige verändert (positiv genauso oft wie negativ).Schon in der ersten Befragung bestand bei den Antworten zur journalistischen Qualität die Tendenz, dass Mitarbeiter, die ei-ne Verschlechterung der räumlichen Arbeitsbedingungen er-warteten auch eine Verschlechterung der journalistischen Qualität befürchteten. In der zweiten Befragung ist dieser Zu-sammenhang noch deutlicher und hö­chst signifikant: Wer mit seiner Arbeitssituation zufrieden ist, meint viel eher, dass die Qualität der APA-Dienste sich verbessert hat. Sehr signifikant ist der Zusammenhang zwischen Qualitätseinschätzung und unzufriedenheit mit ruhe/Lärm und Licht.

4 • Fazit4.1 modernes redaktionsmanagementInnovationen in Newsrooms wollen traditionelle Barrieren aufbrechen. Der APA ist dies im Wesentlichen gelungen. Die redaktion ist schneller geworden und arbeitet intensiver res-sortübergreifend zusammen. Sie hat ihre Qualität und die Zu-friedenheit ihrer Kunden mit der redaktionellen Arbeit gestei-gert. Dies sind nach der vorliegenden Studie die positiven Seiten des innovativen redaktionskonzepts im neuen News-room. Andererseits ist das Arbeiten im Großraum für einen Teil der APA-Journalisten auch gewö­hnungsbedürftig. Mit der Akustik ist gut ein Drittel noch nicht zufrieden. und bei der Bewertung der Lichtverhältnisse schneidet der neue Groß-raum schlechter ab als die kleinen räume im alten Gebäude. Die grö­ßte Herausforderung für das Management von redak-tionen besteht nach wie vor darin, mö­glichst viele Mitarbeiter in Innovationsprozessen mitzunehmen. Ist der Trend zu ver-netztem Arbeiten nur ein „Hype“, der bald abflacht, oder be-stimmt er die Zukunft des Journalismus? Natürlich sind Pro-gnosen immer schwierig, aber es lässt sich eine reihe von Indizien dafür finden, dass ressort-, programm- und medienü-bergreifendes Arbeiten in der redaktion der Zukunft selbst-verständlich wird. Newsdesk-Modelle haben bei Zeitungen und Nachrichtenagenturen in den vergangenen vier Jahren enorm zugenommen. Für umstrukturierungen in der redaktion gibt es jedoch kein rezeptwissen, das für alle Medien Gültigkeit hat, sondern ein Kaleidoskop von Mö­glichkeiten. Die Kriterien, nach denen jede redaktion ihre optimale Organisationsform finden muss, sind sehr komplex und hängen nicht zuletzt mit der jeweiligen Tra-dition und redaktionskultur eng zusammen. Wir sollten uns allerdings grundsätzlich von der These verabschieden, dass redaktionen über Jahre hinweg die gleiche Struktur aufwei-sen. umstrukturierungen und Flexibilisierungen werden viel-mehr zur regel. es bleibt weiter spannend: Welche Auswir-kungen dies auf den Journalismus noch haben wird, ist bislang kaum untersucht.An die APA-Studie schließt sich zwischen 2006 und 2008 eine Folgestudie an, bei der die Hochschule Darmstadt in Koopera-tion mit der Schweizerischen Depeschenagentur (sda) den In-novationsprozess der Nachrichtenagentur in Bern analysiert und beratend begleitet. Zudem ist ein Lehrprojekt in Koopera-tion mit der IFrA (Association for Newspaper and Media Pub-lishing) geplant, bei dem die Studierenden crossmediale re-daktionen im deutschsprachigen raum recherchieren und in einem Web-Dossier als „Best Practice“-Beispiele darstellen.

4.2 relevanz für die journalismus-studiengänge der hochschule darmstadtFür Online-Journalisten und Wissenschaftsjournalisten sind die Veränderungen der redaktionsstrukturen hoch relevant: Online-Journalisten werden in vielen Bereichen immer weni-ger monomedial arbeiten, sondern sich mit Print-, radio- und Fernsehjournalisten vernetzen (vgl. z. B. Stevens 2003). Wis-senschaftsjournalisten werden stärker ressortübergreifend arbeiten, also nicht nur ihre eigenen Seiten und Sendungen verantworten, sondern auch mit Politik, Kultur, Vermischtem,

Querschnitt 21

Client Application 3: Dialog System• e. g. Booking System ORBI System

Request references forterm „ATA“ in a certain context

Client Application 2: Structured Documents• e. g. Negotiation Tool

Client Application 1: Unstructured Text• e. g. Browser Plugin

red

from

the

toblack

inyellow

ATA

ATA

Ultra100

Capacity

InterfaceSpecifications

Cache

EconomyFlights

Class

Airline

Coach

Booking

Travel

green

ATA

AdditionalDomain

Knowledge

Web Service Interface

Ratings DB

References DB

kannten e-Business-Standard hat eine referenz zu einem be-kannten Standard. Auf diese Weise kann auf die Bedeutung des Begriffes geschlossen werden. Im Bereich des Abgleichs sta-tischer Information, wie beispielsweise Produktklassifikati-onen, existieren bereits referenzsammlungen. Diese sind al-lerdings manuell redaktionell erstellt und gepflegt. Das Wissen in OrBI hingegen wird, dem Wiki-Gedanken folgend, von den Anwendern gesammelt und gepflegt. Dies geschieht ohne Mehraufwand, da direkt bei der Anfrage an das System ent-sprechend beobachtet und das Nutzerverhalten ausgewertet wird. Zusätzlich werden Mechanismen der künstlichen Intelli-genz genutzt, um aus dem bereits gesammelten Wissen neues zu erschließen.Das OrBI-System stellt neben einer webbasierten Oberfläche, in der Anwender wie in einer Wö­rterbuchapplikation Begriffe nachschlagen kö­nnen, Dienste bereit, die in unterschiedliche Client-Applikationen integriert werden kö­nnen. So kann durch Nutzung der OrBI-Dienste einer Anwendung semantische un-terstützung hinzugefügt werden. Wie in Abbildung 1 darge-stellt, gibt es vielfältige mö­gliche Anwendungsszenarien:

• Applikationen, die auf unstrukturierten Textdokumenten arbeiten: Denkbar ist ein Browser-Plug-In, das per Mausmenü-Aufruf referenzen für Begriffe in einer Websei- te abfragt und liefert; • Applikationen, die auf strukturierten Dokumenten arbeiten: Hier wird im Projekt insbesondere eine Verhandlungs- applikation betrachtet, die mit Verhandlungsdokumenten mit einer vorgegebenen Struktur arbeitet; • Dialog-Applikationen: Auch in Standard-Anwendungs- systemen kö­nnen die Dienste des OrBI-Systems abgefragt werden, um Hilfestellung zu Auswahlmö­glichkeiten in eingabefeldern zu geben.Die Kernfunktion des OrBI-Systems ist die Abfrage von refe-renzen. Fordert ein Anwender semantische Synchronisation für einen Begriff an, so ermittelt das System die entsprechenden referenzen aus der referenzsammlung. Der Anwender erhält als Antwort auf seine Anfrage eine Vorschlagsliste mö­glicher referenzen. Findet ein Anwender keine passende referenz vor, so hat er die Mö­glichkeit, selbst eine anzulegen. expertennut-zer haben darüber hinaus die Mö­glichkeit, referenzen direkt zu

FAchbereich wirtschAFtkontextsensitive semantische synchronisation in elektronischen markttransaktionen

1�1

Abbildung 1 • Anwendungsszenarien

Create new Reference

Select and Rate References

Suggest References

Request Synchronization

Store References

Reasoningand Infering

Matching and Mapping

Abbildung 2 • Teilschritte der semiautomatisierten referenzierung

1 • Projekt orbieine bedeutende Herausforderung für die elektronische Ge-schäftsabwicklung besteht in der Integration unternehmens-übergreifender Informationsflüsse. Ziel der einführung elek-tronischer unterstützung von Zusammenarbeit im Business- to-Business-Bereich ist die Optimierung von Prozessen. Die Mö­glichkeit durchgängiger elektronischer Geschäftstransak-tionen verspricht Kostensenkungspotentiale und Prozessbe-schleunigung bei gleichzeitiger erhö­hung der ergebnisquali-tät. Voraussetzung ist die medienbruchfreie Abbildung und Integration von Geschäftsprozessen und der ausgetauschten Information. Dies gilt nicht nur unternehmensintern, sondern in besonderem Maße für zwischenbetriebliche Prozesse.Zur errichtung einer durchgängigen Informationskette müs-sen Informationen, die anhand verschiedener im e-Business verwendeter Standards codiert sein kö­nnen, aufeinander be-zogen und abgebildet werden. Diese Standards kö­nnen sowohl normierte Formate als auch hauseigene, speziell gemäß den internen Zwecken eines unternehmens entwickelte Formate, sein. Dieser Zustand der „semantischen Vielfalt“ führt unter anderem bei elektronischen Verhandlungssystemen zu einer Herausforderung. Dies gilt insbesonders, wenn diese nicht iso-liert betrieben, sondern vollständig in die überbetrieblichen Informationsflüsse einbezogen werden sollen. Hier kann eine automatisierte referenzierung von Begriffen ein inhaltliches Abgleichen und damit semantische Interoperabilität bieten.Im vorliegenden Bericht wird ein Lö­sungsansatz für die dazu zu leistende semantische Synchronisation vorgestellt. es wird ein System beschrieben, das Methoden des Ontological engi-neering nutzt, um die notwendigen referenzierungsleistungen zu erbringen. Dieses System entsteht im rahmen des For-schungsprojekts OrBI. Im Projekt OrBI (Ontologies-based re-conciliation for Business Integration) werden Methoden und Werkzeuge entwickelt, die mit Hilfe einer automatisierten on-tologienbasierten referenzierung von e-Business-Standards eine durchgängige, semantisch orientierte e-Business-Inte-gration in elektronische Markttransaktionen ermö­glichen. Im Oktober 2004 wurde dafür die Fö­rderzusage des BMBF (Bundesministerium für Bildung und Forschung) im rahmen des FH3-Programms für drei Jahre erteilt. Im Querschnitt 2005 und 2006 wurde über das Projekt berichtet. In dem hier vorliegenden Querschnitt wird dieser Bericht fortgeführt und die technische Konzeption vorgestellt.

2 • semiautomatisierte referenzierungIm umfeld elektronischer Märkte ist der vollständig digitale Informationsaustausch bei der Abwicklung von Markttransak-tionen ein kritischer erfolgsfaktor. In deren Verlauf stellen Verhandlungen eine zentrale Aktivität dar. Besonders im B2B-Bereich kö­nnen Verhandlungen eine komplexe Struktur auf-weisen, denn das flexible gleichzeitige Verhandeln mehrerer verschiedener Vertrags- und Produktattribute ist als Normal-fall zu sehen. Häufig basieren entscheidungen in der Beschaf-fung nicht allein auf Preisvergleichen, sondern hängen von Produktdetails und generellen beschaffungsstrategischen Überlegungen ab. Die derzeitig fehlende Abbildung der Vielfäl-tigkeit und Komplexität von Verhandlungsprozessen in IT-Sys-temen stellt ein Haupthindernis bei der Schaffung durchgängig elektronischer Transaktionsketten dar. Neben den Anforde-rungen an die technische Integration ist die Verwendung unter-schiedlicher e-Business-Standards durch die beteiligten Ge-schäftspartner eine noch zu lö­sende Herausforderung. In Westeuropa sind im Jahr 2005 insgesamt 1.068 Milliarden euro umsatz im elektronischen Handel getätigt worden, und bis 2009 wird eine Verdopplung dieses umfangs angenommen [eITO06]. Dabei wird der realisierung der Nutzung von e-Busi-ness-Standards weiterhin zunehmende Bedeutung beigemes-sen [vgl. auch Wegw03, Poer04, FGrP06]. Hierbei fällt nach wie vor ein hoher Anteil an eigenentwickelten Standards auf [FGrP06]. Die Auswahl eines oder mehrerer Standards durch ein unter-nehmen wird nicht nur von funktionalen, sondern auch von nichtfunktionalen Aspekten bestimmt, so beispielsweise der Marktdurchdringung, den Nutzungskosten und der Zukunftssi-cherheit des Standards [KeMu03]. Weiterhin hängt ein einsatz von der Bekanntheit und dem Verbreitungsgrad des Standards ab. Oft ist die Bedeutung eines Standards stark branchenab-hängig. Für unternehmen, die branchenübergreifend tätig sind oder mit mehreren Geschäftspartnern, die verschiedene Stan-dards verwenden, auf elektronischem Weg kooperieren, ergibt sich die Problematik der Mehrfachnutzung von Standards. eine inhaltliche entsprechung von Begriffen verschiedener e-Business-Standards kann in Form von referenzen zwischen Begriffen verschiedener Standards ausgedrückt werden. eine Sammlung solcher referenzen lässt sich in etwa mit einem Wö­rterbuch vergleichen. Dabei ist eine referenz immer auch eine Bedeutungserklärung, denn ein Begriff in einem unbe-

1�0

kontextsensitiVe semAntische synchronisAtion in elektro-nischen mArkttrAnsAktionenautoren •Prof. Dr. Michael rebstock Dipl.-Bw. (FH) Janina Fengel Heiko Paulheim, B.Sc. Inf.

Querschnitt 21

Querschnitt 21

tischen Synchronisation innerhalb einer ad-hoc zu bildenden durchgängigen Informationskette. Dies gilt insbesondere für elektronische Verhandlungssysteme, da ihr interaktiver und offener Charakter sich einer voreingestellten festen Zuord-nung von Standards und Geschäftspartnern verweigert.Im Verlauf einer Verhandlung werden je nach Art und Anzahl der verhandelten Positionen auf Anfrage der Anwender refe-renzen von bestimmten Teilbereichen von Ontologien des Or-BI-Systems gesucht. Aus der angebotenen Vorschlagsliste kö­n-nen Anwender auswählen und verhandeln, welche entsprechung für sie zutreffend ist. Ist in der Vorschlagsliste keine geeignete referenz vorhanden, kö­nnen sich beide Partner auch auf eine andere referenz einigen. Diese Bedeutungserklärungen wer-den Teil der Verhandlung und bei Vertragsabschluss zu einem Bestandteil des Vertrages. Wird die Verhandlung zum Ab-schluss geführt, so kann das Verhandlungssystem automa-tisch Bewertungen an das OrBI-System übermitteln. Die aus-gehandelte referenz bekommt für den aus dem Vertrags- dokument extrahierten Kontext eine positive Bewertung, die anderen referenzen, die zur Auswahl standen, eine negative. Für den Fall, dass keine referenz aus der Vorschlagsliste ver-wendet, sondern eine eigene erzeugt wurde, wird diese neue referenz an das OrBI-System übertragen und alle vorgeschla-genen negativ bewertet. Dabei kann der gesamte Prozess der Bewertung, je nach Applikation, für den Benutzer unauffällig im Hintergrund ablaufen. Werden in späteren Verhandlungen referenzen für denselben Begriff angefordert, steigt durch die automatisch abgegebenen Bewertungen die Wahrscheinlich-keit, dass die richtige referenz als erste der Vorschlagsliste genannt wird.

3 • technisches konzept der Anwendungskomponenten3.1 systemarchitektur Das OrBI-System bietet seine Dienste über eine Webservice-Schnittstelle mit dem verbreiteten Standard SOAP an. Für die-sen Standard gibt es Implementierungen in allen gängigen Programmiersprachen. Damit ist eine Anbindung der OrBI-Dienste an fast alle Anwendungen, in denen semantische Syn-chronisation genutzt werden soll, mö­glich. Im Projekt wird das

System an ein prototypisch vorliegendes Verhandlungsunter-stützungssystem angebunden. es handelt sich jedoch grund-sätzlich um eigenständige Anwendungskomponenten, die als webbasierter Dienst beliebigen Anwendungen zur Verfügung gestellt werden kö­nnen, beispielsweise in Form einer Brow-ser-Toolbar oder eines Kontextmenüs.Neben dem Kernsystem, das Funktionen für das Abfragen, Be-werten und Anlegen von referenzen bereitstellt, ist in einer zukünftigen Version noch eine Visualisierungskomponente ge-plant, die eine graphische Aufbereitung der Daten bereitstellt, so dass der Nutzer intuitiv durch die Standards und referenzen navigieren kann.Das Kernsystem besteht aus zwei Subsystemen, die weitge-hend unabhängig voneinander sind, wie in Abbildung 3 darge-stellt. Im referenz-Subsystem werden die e-Business-Stan-dards und deren referenzen verarbeitet. Dieses Subsystem bildet die Wissensbasis des Systems. Die Speicherung der In-formationen erfolgt in externen Komponenten, die über Adapter angeschlossen werden. Dies ermö­glicht die Wiederverwen-dung von bestehenden freien und kommerziellen Werkzeugen und minimiert damit den Aufwand der Neuentwicklung. Außer-dem kö­nnen so Teilsysteme mit einer einfachen Konfigurati-onseinstellung ausgetauscht werden, ohne eine Neuprogram-mierung vornehmen zu müssen.Wie bereits ausgeführt, werden nicht alle referenzen, die im OrBI-System vorhanden sind, von den Anwendern eingegeben. Zusätzlich werden Mapping- und Inferenzwerkzeuge genutzt, die ebenfalls mittels Adaptern an das Kernsystem angeschlos-sen werden. Mapping-Werkzeuge ermitteln mö­gliche Bezie-hungen zwischen Begriffen zweier gegebener e-Business-Standards, meist auf der Basis von Wortähnlichkeiten. Die von Mapping-Werkzeugen gefundenen referenzen dienen als ers-te Annäherung. Inferenz-Werkzeuge werden eingesetzt, um aus bestehender Information auf neue Information zu schlie-ßen. Abbildung 4 zeigt den Verlauf einer solchen Wissensge-nerierung.Die Abbildung zeigt Ausschnitte aus drei e-Business-Stan-dards A, B und C. Innerhalb dieser Standards ist Strukturinfor-mation vorhanden und es existieren bereits referenzen zwi-

1��

Standard B

Standard A

Standard C

similar

similar

equal

similar

equal

subclass of

subclass of

subclass ofequal

C1 C2

B1

A1

A2

Abbildung 4 • Inferenz

FAchbereich wirtschAFtkontextsensitive semantische synchronisation in elektronischen markttransaktionen

bearbeiten oder zu lö­schen, während Anwender im Tagesge-schäft nur Bewertungen abgeben und neue referenzen erstel-len kö­nnen. Partner einer Verhandlung im B2B-Bereich sind experten ihres Wissensgebietes. Indem sie Bewertungen ab-geben und eventuell neue referenzen anlegen, wird ihr Spezi-alistenwissen nutzbar. Die vom OrBI-System ermittelte Vorschlagsliste mit refe-renzen enthält neben der semantischen entsprechung zwi-schen Begriffen zusätzlich einen Akzeptanzwert. Dieser Wert drückt den Grad des Vertrauens in die angenommene Bezie-hung aus. er wird aus der von den Anwendern abgegebenen Bewertung und dem Kontext, in dem die Anfrage gestellt wur-de, ermittelt. Durch die Zuordnung des Kontextes wird die Zu-sammenstellung der referenzvorschlagsliste an die Anfor-derungen des Anwenders angepasst. Besonders im Falle von semantischen Mehrdeutigkeiten wie Homonymen und Synony-men kann bedarfsgenau kontextsensitive unterstützung ge-boten werden. In der referenzsammlung werden die ermittel-ten referenzen mit den Bewertungen und Kontextzusam- menhängen gespeichert. Je nach Verwendung des Systems kann die Speicherung zentral oder dezentral organisiert wer-den. Durch die interaktive Verwendung des Anwenderwissens kann sich die referenzsammlung evolutionär weiter entwi-ckeln. Zusätzlich kann das System selbst lernen und aus der bestehenden Sammlung neue entsprechungen ableiten. Diese kö­nnen dann wiederum bei der erstellung der referenzvor-schlagsliste der Prüfung durch die Anwender ausgesetzt wer-den. So kann Wissen nicht nur gesammelt, sondern aktiv ge-nutzt werden. Insgesamt umfasst der Prozess der Sammlung und Weiterentwicklung dieses Wissens mehrere Bearbei-tungsschritte, wie in Abbildung 2 dargestellt:Für die referenzierung wird in einem ersten Schritt ein Mat-ching ausgeführt, bei dem entsprechungen zwischen entitäten von Ontologien gesucht werden. Im vorliegenden Fall sind dies die Objekte der verschiedenen Standards. Anschließend kö­n-nen gefundene Ähnlichkeiten oder entsprechungen durch ein Mapping als Verweise bzw. referenzen gespeichert und damit bewahrt werden. referenzen beschreiben die gefundenen se-mantischen Beziehungen und wirken nicht in die Ausgangson-

tologien zurück. Diese bleiben unverändert erhalten. Die Her-stellung von referenzen zwischen den entitäten zweier Onto- logien ermö­glicht die parallele Nutzung mehrerer Ontologien, selbst bei Inkompatibilität ihrer Modelle. Durch automatisiertes Schlussfolgern (Inferenz) lassen sich implizite Zusammenhän-ge und damit weitere entsprechungen aus den vorhandenen referenzen ableiten. Diese werden dann ebenfalls der refe-renzsammlung hinzugefügt und bei der nächsten Anwender-anfrage mit verwendet. So werden sie der Auswahl und Be-wertung durch die Anwender ausgesetzt und werden Teil der Wissenssammlung. Die Kombination der Interaktion mit den Anwendern mit automatisierten Selbstlernmechanismen führt zu einem sich ständig wiederholenden semiautomatisierten Verfahren, durch welches sich die entstehende Wissenssamm-lung beständig vergrö­ßern und detaillieren kann. So kö­nnen mit Hilfe des Systems im Laufe der Zeit die entstehende referenz-sammlung fortlaufend präzisiert und immer exaktere refe-renzen geliefert werden. eine ausführliche Darstellung zu den genutzten Ontologietechniken befindet sich in Querschnitt #20.

Für die erfolgreiche Durchführung einer Verhandlung ist die Verwendung eindeutiger Inhalte unabdingbar. In elektronischen Verhandlungen treffen gleichberechtigte Geschäftspartner auf-einander und bauen dynamisch beliebige direkte Verbindungen auf. Diese dezentralen, selbst koordinierten Prozesse kö­nnen im direkten Dialog oder zeitversetzt ablaufen [rebs01]. Im Ver-lauf einer Verhandlung wird dann ein inhaltlicher Abgleich von Begriffen nö­tig, wenn Bezeichnungen nicht gemäß desselben Standards verwendet werden. es sind Verfahren notwendig, die im Verlauf einer Verhandlung die semantische Synchroni-sation der beteiligten Geschäftspartner erlauben, mö­glichst ohne technische Spezialkenntnisse bei Nutzern vorauszuset-zen. Kostenintensive ersteinführungen oder Migrationspro-jekte für Standardwechsel – wie heute bei eDI-Projekten üb-lich – sollten vermieden werden. Bereits eingeführte Standards sollten unabhängig davon, ob es sich um eigenentwickelte oder um normierte Standards handelt, weiter genutzt werden kö­n-nen. Aus einem solchen dauerhaften Nebeneinander unter-schiedlicher Standards entsteht die Notwendigkeit der seman-

1��

Mapping Adapter

Conversion Plugin 1.nDRM PluginReporting Plugin

Client Application

Inference Adapter

Core System Adapter

Graphics System

Mapping System

Inference System

Standards Repository Adapter

Reference Repository Adapter

Standards RepositoryReference Repository

Rating Repository Adapter

Rating Repository

Core System

References SubsystemRatings SubsystemVisualization System

Web Service Interfaces

Abbildung 3 • Systemarchitektur OrBI

Querschnitt 21

beiten, kö­nnen versuchen, die syntaktische Funktion eines Be-griffes in einem Satz zu ermitteln. ein Dialogsystem kann zum Namen eines eingabefeldes, dessen Inhalt referenziert wer-den soll, auch dessen Funktion angeben. um die OrBI-Dienste für eine mö­glichst große Vielfalt an Applikationen nutzbar zu machen, ergibt sich die Notwendigkeit, Kontext zwar so spezi-ell wie mö­glich, aber so allgemein wie nö­tig zu beschreiben. Die Kontextdefinition, die bei OrBI zum einsatz kommt, enthält daher zu jedem Begriff nur einen weiteren Parameter, die Dis-tanz zum referenzierten Begriff. Diese Distanz kann auch als umgekehrte Gewichtung gedeutet werden. Je weiter ein Kon-textbegriff vom referenzierten Begriff entfernt ist, desto un-wichtiger ist er für die ermittlung von dessen Bedeutung. eine solche Distanz kann von jeder Client-Applikation geliefert wer-den, denn die Mö­glichkeit, alle Distanzen auf denselben Wert zu setzen, steht jeder Client-Applikation offen.Wie eine Applikation den Kontext eines zu referenzierenden Begriffes konkret ermittelt, hängt von der Art der Applikation ab. eine Applikation, die freien Text verarbeitet, wird in der re-gel die Wö­rter vor und hinter dem Begriff als Kontext verwen-den. Werden strukturierte Dokumente verarbeitet, so kö­nnen in der Struktur benachbarte und übergeordnete Begriffe den Kontext bilden. Dialogapplikationen kö­nnen Feldbeschrif-tungen und die Inhalte anderer eingabefelder als Kontext auf-fassen. Darüber hinaus besteht die Mö­glichkeit, bei Applikati-onen, die zu einer bestimmten Anwendungsdomäne (z. B. reisebuchungssysteme) gehö­ren, zusätzliche Begriffe, die die-se Domäne beschreiben (im Beispiel etwa „reise“ und „Bu-chung“), in den Kontext aufzunehmen.Da alle Client-Applikationen denselben Kontextbeschreibungs-mechanismus verwenden, kö­nnen auch Bewertungen, die in einer Applikation abgegeben wurden, in einer anderen genutzt werden. Wenn beispielsweise in einem strukturierten Ver-tragsdokument eine referenz erstellt wurde, kann diese auch für ein Textdokument, das ähnliche Kontextbegriffe wie das strukturierte Vertragsdokument enthält, gefunden werden. Auf diese Weise kommt das Wissen von Anwendern verschie-dener Applikationen allen Systemnutzern zugute.

4 • Fortführung der Arbeitenein erster einsatzfähiger Prototyp des OrBI-Kernsystems ist bereits entwickelt, in dem die beschriebenen Funktionalitäten implementiert sind. Die nächsten Ausbaustufen umfassen die entwicklung konkreter Adapter für bestehende Mapping- und Inferenzwerkzeuge. Diese Werkzeuge wurden bereits mit klei-nen Beispielontologien getestet, aber noch nicht mit umfang-reichen e-Business-Standards. es wird Gegenstand weiterer Forschungsarbeiten sein, diese Werkzeuge auf ihre eignung hin zu untersuchen. ebenso sollen günstige und weniger güns-tige Kombinationen dieser Werkzeuge getestet werden.In einer weiteren Ausbaustufe soll dem System eine Visualisie-rungskomponente hinzugefügt werden, die es dem Nutzer er-mö­glicht, mit visueller unterstützung durch Standards und referenzen zu navigieren. Damit sollen das Anlegen neuer re-ferenzen und die Auswahl einer geeigneten referenz aus der Vorschlagsliste erleichtert werden.Weiterhin wird die Fragestellung digitalen eigentums bearbei-tet werden müssen. Dabei geht es um die Frage, wie sich der Gedanke eines offenen Informationssystems, bei dem jeder Nutzer von dem Wissen aller anderen Nutzer profitiert, mit der

Wahrung von Firmengeheimnissen vereinbaren lässt. Am en-de dieser untersuchungen kann die entwicklung eines DrM-(Digital-rights-Management)-Plug-Ins stehen.Das OrBI-Kernsystem enthält einige Parameter, die sich frei wählen lassen, und mit denen sich bestimmte Mechanismen beeinflussen lassen, etwa, auf welche Weise die Ähnlichkeit von zwei Kontexten errechnet wird. es wird Gegenstand wei-terer untersuchungen sein, in Abhängigkeit von der Anwen-dungsdomäne und der Art der Client-Applikationen Optima für diese Parameter zu bestimmen. Auf diese Weise soll die Be-stimmung der besten referenz weiter optimiert werden. Auch die ergänzung durch neue Parameter zur weiteren Verfeine-rung der ergebnisqualität ist denkbar.Schließlich soll eine reporting-Komponente integriert werden, die durch Beobachtung des laufenden Systems die Dienstgüte protokolliert. es ist weiterhin denkbar, diese ergebnisse zu nutzen, um die oben genannten Parameter zur Laufzeit dyna-misch anzupassen.Insgesamt bietet die Gestaltung eines adaptiven Systems zur semantischen Synchronisation eine anwendungsorientierte Nutzung verschiedener theoretischer Ansätze. Die konkrete Ausgestaltung bietet die Mö­glichkeit, weiteres Wissen über de-ren praktische Anwendbarkeit zu sammeln und aus diesem Wissen heraus die Ansätze selbst weiter zu entwickeln.

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1�5

FAchbereich wirtschAFtkontextsensitive semantische synchronisation in elektronischen markttransaktionen

schen den Begriffen A1, A2 und B1 (grau gezeichnet). Die re- ferenz zwischen den Begriffen A2 und C1 kann von einem An-wender erzeugt oder von einem Mapping-Werkzeug gefunden worden sein (schwarz gezeichnet). ein Inferenz-Werkzeug er-lernt aus den bereits vorhandenen referenzen sowie den Infor-mationen, die in den Standards enthalten sind, neue referenzen (hellgrün gezeichnet). Diese referenzen werden nun der refe-renzsammlung hinzugefügt. Weiterhin kann ein Inferenz-Werk-zeug prüfen, ob bereits vorhandene referenzen plausibel sind und entsprechend einen hö­heren oder niedrigeren Konfidenz-wert zuordnen.es ist nicht sinnvoll, Mapping-Werkzeuge wiederholt auf be-reits verarbeitete Paare von Standards anzuwenden, denn sie würden keine neue Information mehr finden. Dagegen kö­nnen Inferenz-Werkzeuge immer dann versuchen, neue referenzen zu erlernen, wenn eine neue referenz in die Sammlung aufge-nommen wird, sei es durch manuelles Anlegen, durch ein Map-ping-Werkzeug oder auch durch das Inferenz-Werkzeug selbst. Mit diesem Vorgehen wird die Wissensbasis des Systems auto-matisch vergrö­ßert und kann sich evolutionär im Verlauf seiner Nutzung weiter entwickeln.Neben dem referenz-Subsystem gibt es das Bewertungs-Sub-system, das die Bewertungen der Nutzer speichert. In diesem System wird die Sortierung der Suchergebnisse nach relevanz im abgefragten Kontext vorgenommen. Auch die Berechnung der Ähnlichkeit von Kontexten findet in diesem Subsystem statt.

3.2 kontextsensitives referenzierenWerden referenzen zu einem Begriff abgefragt, besteht die Anfrage jeweils aus dem zu referenzierenden Begriff und sei-nem Kontext sowie einer Liste von Standards, von bzw. zu denen die referenz verlaufen soll. Das referenz- und das Be-wertungs-Subsystem bearbeiten diese Abfrage arbeitsteilig. Abbildung 5 verdeutlicht das Zusammenspiel zwischen den bei-den Subsystemen.

Für eine eingehende Anfrage werden zunächst referenzkandi-daten bestimmt. Das sind all diejenigen referenzen, die den abgefragten Begriff enthalten. Zu jedem referenzkandidaten werden alle Bewertungen und deren Kontexte ermittelt. Für jede Bewertung wird ein Gewichtungsfaktor errechnet, der umso hö­her ist, je ähnlicher der Abfragekontext zu dem Kon-text ist, in dem die Bewertung abgegeben wurde. Mit diesen Faktoren wird dann aus den Bewertungen ein gewichteter Ak-zeptanzwert gebildet. Je hö­her dieser Akzeptanzwert ist, des-to wahrscheinlicher ist es, dass die referenz in diesem Kontext korrekt ist. Die Liste der Kandidaten wird nach den errechne-ten Akzeptanzwerten sortiert. Damit werden die wahrschein-lich besten Kandidaten an den Anfang der Liste bewegt. Schließ-lich kann die Liste noch verkürzt werden. So ist es zum Beispiel mö­glich, immer nur die besten fünf Kandidaten zurückzulie-fern, um den Nutzer nicht mit unnö­tiger Information zu über-schwemmen, oder auch eine untere Schranke für den errech-neten Akzeptanzwert zu definieren, um referenzen, die mit grö­ßter Wahrscheinlichkeit nicht korrekt sind, im Vorhinein auszusortieren.Die Frage, wie man den Kontext eines Begriffes beschreiben kann, um dessen Bedeutung zu ermitteln, wird im verwandten Forschungsfeld der maschinellen Textübersetzung erforscht. Dazu sind verschiedene Ansätze herausgearbeitet worden. So unterscheidet man den „Bag-of-Words“- und den „relational-Information“-Ansatz. Beim ersten Ansatz wird eine Menge von Wö­rtern betrachtet, die den Kontext beschreibt. Beim zweiten wird zusätzliche Information übergeben, etwa der Abstand des Kontextbegriffes zum Begriff, in dessen Kontext er steht, oder eine syntaktische relation [IdVe98]. Je mehr zusätzliche Information zu einem Kontextbegriff er-mittelt wird, desto genauer ist die Ähnlichkeit zweier Kontexte bestimmbar. um ergebnisse von hoher Qualität zu liefern, soll-te die Kontextinformation so speziell wie mö­glich sein. Aller-dings kann nicht jede Art von Client-Applikation jede Form von Kontextinformation ermitteln. Systeme, die freien Text verar-

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get references

Mapping Adapter

Conversion Plugin 1.nReporting Plugin

Inference Adapter

Standards Repository Adapter

Reference Repository Adapter

Rating Repository Adapter

References SubsystemRatings Subsystem

3 • calculate acceptance value

2 • get ratings for each reference

4 • order list by calculated acceptance

5 • prune result list

1 • get list of candidate references

DRM Plugin

Core System

Abbildung 5 • Funktionale Sicht auf das OrBI-System

Querschnitt 21

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Projektberichte

Seiten 158 – 159PädAgogische konFlikt- und gewAltForschung – Vergleich Aktueller konzePte in der Arbeit mit jugendlichenvon Prof. Dr. Achim Schrö­der und Angela Merkle• Fachbereich sozialpädagogik

Seiten 160 – 161die Fortentwicklung der jugendhilFePrAxis zum kindschAFtsrecht – ein ForschungsProjekt im AuFtrAge des bundesjugendministeriumsvon Prof. Dr. Bernd Seidenstücker• Fachbereich sozialpädagogik

Seiten 162– 164innoVAtionsrAdAr umweltrechtvon Karsten Barginda • Fachbereich sozial- und kulturwissenschaften

Seiten 166 – 167elVies-ForschungsVerbund: eFFiziente logistik und Verwertung durch den integrierten einsAtz Von smArtlAbels im elektro- und elektronikschrottvon Dr.-Ing. Georg Cichorowski• Fachbereich sozial- und kulturwissenschaften

Seiten 168 – 169die ProjektgruPPe »wedekind« beArbeitete 2006 drei Arbeits- und ForschungsschwerPunktevon ulrike Steierwald und Hartmut Vinçon • Fachbereich sozial- und kulturwissenschaften

Seiten 170 – 172 die bedeutung Von ArbeitgebermArke und stAndortAttrAktiVität Als determinAnten der ArbeitgeberwAhl Von hochschulAbsolVenten von Prof. Dr. ralf Schellhase, Dipl.-Kffr. Birgit Franken und Dipl. Media System Designerin Lena Weick • Fachbereich Wirtschaft

Seite 173mitArbeiter der hochschule dArmstAdt schreiben deutsche Version des weltweit meistVerkAuFten mArketing-lehrbuchsvon Prof. Dr. ralf Schellhase und Dipl.-Kffr. Birgit Franken • Fachbereich Wirtschaft

Seiten 174 – 177 die bedeutung Von sekundärdienstleistungen im business-to-business-mArketing – Ausgewählte ergebnisse des ForschungsProjektsvon Prof. Dr. ralf Schellhase und Dipl.-Kffr. Birgit Franken • Fachbereich Wirtschaft

Projekte

Seiten 138 – 139wechselbeziehungen zwischen der FinAnzierung öFFentlicher VerkehrsProjekte und deren PlAnFeststellungvon Dr.-Ing. Ingo Zelenka• Fachbereich Bauingenieurwesen

Seite 140Vom chemielAborAnten zum chemie-ingenieur (Fh) von Prof. Dr. Volker Wiskamp • Fachbereich chemie und Biotechnologie

Seiten 141 – 144künstliche neuronAle netze (knn) zur VerbrAuchsPrognose im strom- und gAsbereichvon Dipl.-Ing.(FH) Thorsten Fiedler, Dipl.-Ing. (FH) Steffen Ott und Prof. Dr.-Ing. Dieter Metz • Fachbereich Elektrotechnik und informationstechnik

Seiten 146 – 148ProgrAmmierung kooPerierender robotersystemevon Prof. Thomas Horsch• Fachbereich informatik

Seiten 150 – 151QuAlitätssicherung in der lehre – mehr Als nur eVAluAtionvon Dr. Katja Lenz und Dr. Hans-Peter Wiedling• Fachbereich informatik

Seiten 152 – 153AgAto – wir zeigen menschenvon Simon Brückner, Sebastian Denef, ralf Gehrig und Hans-Peter Wiedling• Fachbereich informatik

Seiten 154 – 155kooPerAtiVes ForschungsProjekt: eVAluAtion Von oPtimierungs-VerFAhren des suchmAschinenmArketing – eine inFormAtions-wirtschAFtliche und inFormAtionswissenschAFtliche AnAlysevon Prof. Dr. Bernd Jö­rs, Jens Fauldrath und Arne Kunisch• Fachbereich informations- und Wissensmanagement

Seiten 156 – 157dAs ende der ellenbogengesellschAFt – ein erFAhrungsbericht zum online-belegsystemvon Prof. Dr. Christoph Busch, A. Aschulin, F. Lö­lhö­ffel, C. Oesterle, K. Tran Phuc und H. Steger• Fachbereich media

1��

Querschnitt 21

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Bundesverkehrswegeplans festgelegt. Typisch für Verkehrs-projekte ist aufgrund ihrer Linienfö­rmigkeit und ihrer Vielfäl-tigkeit, dass sich im Zuge der entwurfsplanung Details erge-ben, die im Planfeststellungsprozess mit den Betroffenen einer Lö­sung zugeführt werden müssen und auch finanzierungsrele-vant sind. Bereits hier kommt ein privatwirtschaftlich agie-render Vorhabenträger in Konflikte, denn Zugeständnisse an Betroffene zur Verfahrensbeschleunigung verbunden mit Kos-tensteigerungen sind nicht automatisch auch im Sinne der oben gemachten Ausführungen zuwendungsfähig und sind aus ei-genmitteln zu finanzieren. Als Beispiel sei in diesem Zusam-menhang die Hö­he bzw. die Ausdehnung einer Lärmschutz-wand oder das Aussehen eines Stellwerkgebäudes im Bereich des als Weltkulturerbe eingestuften Mittelrheintals genannt.

Die Neuausrichtung der realisierung von ö­ffentlichen Ver-kehrsprojekten hat vielfältige Folgen. Verbunden mit der De-legation von Aufgaben auf privatwirtschaftlich geführte unter-nehmen schwindet auch die Mö­glichkeit der direkten politischen einflussnahme unterschiedlicher Gesellschaftsgruppen auf dort abzuwickelnde Projekte der Verkehrsinfrastruktur, das In-frastrukturunternehmen entwickelt eine eigentlich gewünsch-te, für einige Mandatsträger aber zumindest überraschende eigendynamik. Hinsichtlich des Konfliktpotentials ist dabei na-türlich zwischen Projekten bzw. Investitionen zur Bestander-haltung, des Ausbaus und des Neubaus ö­ffentlicher Verkehrs-infrastruktur zu unterscheiden.Durch die Aufsplittung der Verantwortlichkeit eines Verkehrs-projektes in Aspekte politischen Willens, Aspekte unterneh-merischer rentabilität, Aspekte staatlicher Zuwendungszah-lung orientiert an technisch-wirtschaftlicher Notwendigkeit

und dem Aspekt ö­ffentlicher Wahrnehmung und Diskussion ergeben sich ganz neue Wechselwirkungen, die bereits heute die realisierung von Verkehrsprojekten beeinflussen.Dabei muss deutlich werden, dass Planfeststellung, d.h. Schaf-fung des Baurechtes, nicht mehr automatisch heißt, dass für das in rede stehende Projekt auch die Finanzierung automa-tisch gesichert ist. Auch umgekehrt, wenn auch weniger häu-fig, ist durch diese entkopplung unternehmerischen und staat-lichen Handelns bereits bestehendes Baurecht kein zwingender Grund ein Verkehrsprojekt auch tatsächlich auszuführen.

FazitAlle an der realisierung ö­ffentlicher Verkehrsprojekte Beteilig-te bzw. direkt oder indirekt Betroffene müssen sich mit den neuen Gegebenheiten auseinandersetzen. Vielen, insbesonde-re politischen Mandatsträgern, ist sicherlich noch nicht in gan-zer Dimension bewusst, welche Konsequenzen die Abkehr staatlichen Handelns hin zu privatwirtschaftlichem Handeln langfristig haben wird.

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Projektberichte

AusgangssituationDie realisierung ö­ffentlicher Verkehrsprojekte ist – von der Öffentlichkeit weitgehend unbemerkt – in jüngster Vergangen-heit grundlegenden reformen unterworfen worden. Die Aus-wirkungen dieser reformen und die Änderungen staatlichen Handelns werden jedoch nun allmählich für die Öffentlichkeit sichtbar und spürbar, eine kontroverse ö­ffentliche Diskussion ist die Folge. Diese reformen sind nicht abgeschlossen und es ist zu erwarten, dass aus unterschiedlichsten Gründen (euro-päische richtlinien, Stärkung des Wettbewerbs, usw.) der um-fang und das Tempo dieser reformen noch zunimmt. Die bis-herige Situation sowohl im Bereich der Straße als auch der eisenbahn war geprägt von langjährig stabilen Strukturen im Bereich der Straßenbauverwaltungen des Bundes und der Länder und im Bereich der Deutschen Bundesbahn. So wur- de z. B. über eisenbahnbauprojekte in einem weitgehend ge-schlossenen Kreis fachlich und politisch entschieden, der Plan-feststellungsbeschluss von der Deutschen Bundesbahn er- lassen und die Finanzierung durch die einstellung in deren Wirtschaftplan gesichert.

entwicklungstendenzenHeute ist die realisierung ö­ffentlicher Verkehrsprojekte zu-nehmend von neuen Modellen der Abwicklung geprägt. Im Vor-dergrund steht dabei das Modell staatlichen rückzugs und die Übertragung von Aufgaben der Infrastrukturverantwortung auf private Betreiber, entweder durch die privatwirtschaftliche Organisation und Führung eines ehemals in direkter staatli-cher Verwaltung stehenden Betriebes wie z. B. die Deutsche Bundesbahn oder die Initiierung von Public-Private-Partner-ship Projekten zum Bau und Betrieb einzelner, der ö­ffentlichen

Verkehrsinfrastruktur dienenden Projekten. Damit zwangs-läufig verbunden ist die Neuordnung ö­ffentlicher Finanzierung von Verkehrsprojekten.

Formen öffentlicher FinanzierungDer Bau und der Betrieb ö­ffentlicher Verkehrsinfrastruktur ist grundsätzlich nach allein betriebswirtschaftlichen Grundsät-zen und entsprechender rentabilität nicht oder nur in Ausnah-mefällen mö­glich. Nicht umsonst hat der Gesetzgeber im Zuge der Bahnreform § 87e, Abs. 4 in das Grundgesetz der Bundes-republik Deutschland aufgenommen und damit die Gewähr-leistung u. a. des erhalts und des Ausbaus des Schienennetzes der eisenbahnen des Bundes übernommen, um so dem Wohl der Allgemeinheit rechnung zu tragen.Dies geschieht z. Zt. auf der Basis des Zuwendungsrechtes nach Bundeshaushaltsordnung und ermö­glicht es Zahlungen (Zuwendungen) für Bahnprojekte zu leisten, deren Zweck im staatlichen Interesse ist. Im Fall der Gleisinfrastruktur bildet das Bundesschienenwegeausbaugesetz (BSchwAG) die recht-liche Grundlage für die Finanzierung von Investitionen. es ist nun, vereinfacht gesagt, in jedem einzelfall zu entscheiden, ob ein von der privatwirtschaftlich geführten Deutschen Bahn AG beabsichtigtes Projekt zuwendungsfähig, d. h. nach den gesetz-lichen Grundlagen und bzgl. seines Zuwendungszwecks ö­f-fentlich finanzierungsfähig ist.

konflikte zwischen baurecht und FinanzierungZwar ist im regelfall der große rahmen für Finanzierungen auch politisch abgesteckt und in Form von rahmenvereinba-rungen bzw. einzelvereinbarungen für Bedarfsvorhaben des

wechselbeziehungen zwischen der FinAnzierung öFFentlicher VerkehrsProjekte und deren PlAnFeststellung

autor •Dr.-Ing. Ingo Zelenka Lehrbeauftragter für schienenverkehrFachbereich Bauingenieurwesen

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Querschnitt 21

Der Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik der Hochschule Darmstadt beschä�igt sich seit mehreren Jahren mit dem Training der Betriebsführung elektrischer Netze und hat in Kooperation mit Industrieunternehmen, beispielsweise mit der OHP Automation Systems in Rodgau, einen Trainingssimulator für den Betrieb elektrischer Netze entwickelt. Als konsequente Fortsetzung dieser Arbeiten ist die Lastprognose für eine optimale Einschätzung des Verbraucherverhaltensin den Vordergrund gerückt.

KÜNSTLICHE NEURONALE NETZE (KNN) ZUR VERBRAUCHSPROGNOSE IM STROM- UND GASBEREICH

Autoren • Dipl.-Ing.(FH) Thorsten Fiedler Fachbereich Elektrotechnik und InformationstechnikDipl.-Ing.(FH) Steffen Ott OHP Automation Systems GmbH, RodgauProf. Dr.-Ing. Dieter MetzFachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik

Abbildung 1 • Zerlegung einer Zeitreihe in systematische Komponenten

Zerlegung einer Zeitreihe

141

PROJEKTBERICHTE

Angestellte der Firmen Merck und Degussa/Röhm mit einer abgeschlossenen Ausbildung als Chemielaborant, Chemikant, Chemie-Techniker oder -Meister können sich an der Hoch-schule Darmstadt zum Diplom-Chemie-Ingenieur (FH) weiter qualifizieren. Der Autor hat an dem Fortbildungsprogramm über viele Jahre mitgewirkt und berichtet im Folgenden über seine Erfahrungen, über die Ergebnisse von Befragungen der Studierenden bzw. Absolventen sowie den Meinungsaustausch mit Ausbildern in der Industrie und an Berufsschulen und mit Kollegen an anderen Hochschulen. Die Arbeit wurde im Rah-men eines Modellprojektes der Bund-Länder-Kommission „Ver-besserte Durchlässigkeit zwischen einer einschlägigen Be-rufsausbildung und dem Studium“ durchgeführt.

Motivation und Lernstrategien nebenberuflich StudierenderNebenberuflich Studierende möchten eine qualifiziertere und verantwortungsvollere Tätigkeit, beruflich aufsteigen, höheres Gehalt und auf ihre momentane Anstellung nicht verzichten. Sie zeichnen sich durch diszipliniertes Arbeiten und kritisches Beurteilen des Lernstoffes aus. Bei ihnen dominiert das ver-netzende gegenüber dem wiederholenden Lernen. Ihr Noten-durchschnitt ist um 1 – 2 Noten besser als der von Studierenden, die direkt nach den (Fach)Abitur mit dem Studium beginnen.

FirmeninteressenDie Firmen möchten ihre qualifizierten Mitarbeiter fördern. Sie beteiligen sich an den Studiengebühren, gewähren Sonderur-laub, legen die Gleitzeit- und Überstundenregelung großzügig aus und versetzen die Studienabsolventen auf eine höhere Stelle. Sie haben konkrete Wünsche bezüglich der Unterrichts-zeit (Freitags, Samstags, Abende, Blockpraktika) und auch in-haltliche Wünsche, insbesondere in Hinblick auf das Studium Generale.

EinstufungsprüfungWer die Fachprüfungen des Grundstudiums (Mathematik, Phy-sik, Ingenieurwissenschaftliche Grundlagen, Anorganische, Or-ganische, Physikalische Chemie) besteht, bekommt alle Prak-tika und sonstigen Studienleistungen im Grundstudium sowie das Betriebspraktische Semester erlassen und wird ins Haupt-studium eingestuft. Dort muss er alle Lehrveranstaltungen absolvieren. Die Anerkennung von Leistungen aus der beruf-lichen Arbeit ist möglich (Einzelfallprüfung).

Diplomarbeit nebenberuflich StudierenderNebenberuflich Studierende führen ihre Diplomarbeiten in ih-ren Firmen (Fortsetzung laufender Arbeitsprojekte, Vorberei-

tung auf zukünftige Tätigkeiten) durch, so dass kein zusätzli-cher Zeitbedarf entsteht.

Vollzeitstudierende mit BerufsausbildungDiese heterogenere Gruppe hat oftmals die Lehre als „Probe-zeit“ für ein Studium betrachtet oder ist mit der Mittleren Rei-fe in die Lehre eingetreten und hat während dieser Zeit das (Fach)Abitur nachgeholt. Es gibt aber auch „schlechte“ Labo-ranten, die von ihren Firmen nicht weiter beschäftigt werden und die im Sinne einer Flucht-nach-vorne ins Studium eintre-ten. Andere wollen einfach das Studentenleben genießen.

VerbesserungsvorschlägeStudierwillige Azubis sollten in der letzten Phase ihrer beruf-lichen Ausbildung einige Vorlesungen an der Hochschule im Sinne eines Probestudiums besuchen. Wenn Sie dann das Stu-dium aufnehmen, sollten sie gleich von einem Mentor zu Ein-zelgesprächen eingeladen werden, um ihre persönlichen Kennt-nisse und Fähigkeiten in Hinblick auf weiter gehende Aner-kennung von Studienleistungen zu eruieren. Um Beruf und Studium zeitlich besser vereinigen zu können, sollten verstärkt Elemente des Fernstudiums und E-Learnings ins Curriculum integriert werden. Der Kontakt zwischen den Professoren und den Vorgesetzten der Studierenden in ihren Firmen sollte ge-pflegt werden, insbesondere im Hinblick auf verstärkte Koope-rationen zwischen Hochschule und Industrie. Auch die Beteili-gung mehrerer Hochschulen am einem Studienprogramm kann organisatorisch und inhaltlich sinnvoll sein.

FazitFür einen jungen Menschen, der während der Schulzeit seine Liebe zur Chemie entdeckt hat, der aber nicht den langen Weg über die Promotion und die Postdoc-Tätigkeit bis zum Beruf als Chemiker in der Forschung oder Industrie gehen möchte, ist eine berufliche Ausbildung mit einer anschließenden nebenbe-ruflichen Weiterqualifizierung, demnächst zwar nicht mehr mit einem Diplom-Ingenieur – sondern mit einem Bachelor – und eventuell sogar einem Master-Abschluss, an einer Fachhoch-schule sehr attraktiv.

Literatur• V. Wiskamp: Vom Laboranten zum Ingenieur (FH). – Chemie

in Labor und Biotechnik 57 (2006), Heft 1, S. 21–24• http://www.fbc.fh-darmstadt.de/homepages/Wiskamp/

bildungspartnerschaften/studiumnacheinerberufsausbil-dung/index.html

140

VOM CHEMIELABORANTEN ZUM CHEMIE-INGENIEUR (FH)

Autor • Prof. Dr. Volker Wiskamp Fachbereich Chemie- und Biotechnologie

QUERSCHNITT 21

spricht man von einem Künstlichen Neuronalen Netz (KNN). Eine klassische Struktur, die in 60 – 70 % der bisherigen tech-nischen Prognoseanwendungen zum Tragen kommt, ist das so genannte Mehrschicht-Perzeptron wie in Abbildung 3. Im Projekt wurde nach diesem Muster zunächst eine geeignete Neuronenstruktur erstellt. Die Größe des Eingangsvektors und des Ausgangsvektors ergibt sich dabei aus den Progno-seanforderungen, die Konfiguration der verdeckten Schichten hingegen kann nur annähernd bestimmt werden. Hier wurde sie, wie zumeist auch in der Literatur berichtet, durch empi-rische Untersuchungen optimiert.Bevor das KNN Prognosen erstellen kann, muss es mit einem Lernalgorithmus trainiert werden. Dazu werden bekannte Ver-gangenheitsdaten, Ausgangsdaten und Ergebnisse in Form einer Matrix bereitgestellt. In einem ersten Schritt wird an die Eingangsschicht ein Eingangsvektor angelegt. Das Netz verar-beitet diese Werte und liefert einen Ausgangsvektor. Dabei ist die Differenz zwischen dem tatsächlichen und dem prognosti-zierten Werten der Lastkurve der Prognosefehler. Auf der Ba-sis dieses Fehlers werden die Gewichte und Schwellwerte der Neuronen in den einzelnen Schichten so modifiziert, dass der Prognosefehler sich verringert. Das Wertefenster rückt nun ei-nen Schritt weiter, also eine Spalte in der Matrix weiter, und der Trainingsvorgang wiederholt sich (Sliding-Window-Technik). Je nach Umfang der Trainingsdaten kann dieser Lernvor-gang einen hohen Rechenaufwand bedeuten. Die eigentliche Prognose hingegen läuft verhältnismäßig schnell ab. Ist das KNN einmal trainiert, kann man an die Eingänge des Netzes

jedes hat zwischen 20 und 200.000 Eingänge. Etwa 100.000 Neuronen finden sich pro Quadratmillimeter der Hirnrinde. Allein schon diese Zahlen lassen erahnen, dass die Komple-xität unseres Gehirns jeden modernen PC um Längen schlägt. Die Informationsverarbeitung im Gehirn als ein Lernprozess, der sich über das ganze Leben streckt, ist einzigartig. So sind ganz unbewusste Prozesse wie das Erkennen eines Gesichtes oder das Nutzen der motorischen Fähigkeiten der Gliedmaßen etwas, was für einen Rechner mittels konventioneller, präziser Algorithmen einen sehr hohen Rechenaufwand bedeuten wür-de. Dies war die Motivation, Künstliche Neuronale Netze als Algorithmen zu entwickeln, die ebenso effizient wie auch mit unpräzisen Daten arbeiten können.

Künstliche Neuronale Netze in der PrognoseEine biologische Nervenzelle „feuert“, vereinfacht dargestellt, wenn sie genügend Anreize erhält, die in Summe ihre Reiz-schwelle überschreiten. Das Künstliche Neuron als Grundele-ment, siehe Abbildung 2, kann mathematisch als eine Einheit verstanden werden, in der, analog zur biologischen Nervenzel-le, ein Eingangsvektor xi mit einem Vektor Wi gewichtet und mit einem Schwellwert θ sowie einer Aktivierungsfunktion fα und einer Ausgangsfunktion verrechnet wird, beispielsweise nach der Gleichung α = ∑

n

1 (wi ∙ xi– θi) und oi = fα(αi).

Klassische Struktur: Das Mehrschicht-PerzeptronUm komplexe Probleme zu lösen, muss eine Vielzahl dieser künstlichen Neuronen miteinander verknüpft werden. Dann

143

Abbildung 4 • Das KNN wird mit Vergangenheitsdaten trainiert

PROJEKTBERICHTE

Abbildung 3 • Eine klassische Mehrschicht-Perzeptron-Struktur

Medizin, oder auch in der Psychologie. So erscheint es vielver-sprechend, diese Verfahren auch auf die Lastprognose anzu-wenden. In einer Projektarbeit wurden in Kooperation mit dem Industriepartner OHP Automation Systems die Grundlagen für den Einsatz der KNN Technologie in Anwendung für die Pro-gnose von Gas- und Strommengen erarbeitet und in einem Prototypen erfolgreich getestet.

Die Verbrauchskurve hat klar erkennbare MusterIm Folgenden soll zunächst das Grundprinzip einer KNN ge-stützten Prognose dargestellt werden. Dazu ist zunächst die Betrachtung der Ausgangsdaten notwendig. Ausgangsdaten sind historische Lastverläufe. Die aktuelle Lastkurve, deren weiterer Verlauf prognostiziert werden soll, kann als Zeitreihe y(t) mit beispielsweise 1440 Tages-Minutenwerten verstanden werden. Der Werteverlauf kann in einen systematischen und in einen rauschenden Anteil zerlegt werden. Während sich der rauschende Anteil e(t) nicht greifen lässt, kann man sehr wohl den systematischen Anteil analysieren. Er lässt sich zumeist in 3 Komponenten zerlegen: Eine Periodizität „P“, einen Trend „T“ und eine Amplitude „A“, siehe Abbildung 1. Damit ist die Zeitreihe y(t) = P(t) + T(t) + A(t) + e(t).Unter dieser Annahme lässt sich eine Lastkurve weiter ma-thematisch analysieren. Ein möglicher Lösungsansatz wäre beispielsweise ein lineares (S)AR(I)MA-Modell (Seasonable Auto-Regressive Integrated Moving Average Model), dessen Koeffizienten P, T und A sich mit einigem Aufwand bestimmen lassen. Die reale Welt ist jedoch selten linear und viele Para-meter sind unbekannt und unsicher, daher ist diese Methode eher unattraktiv. Einen wesentlich eleganteren Ansatz bieten hier die Künstlichen Neuronalen Netze.

Die Natur als VorbildKNN Architekturen und Algorithmen versuchen die Biologie, genauer das menschliche Nervensystem bzw. Gehirn, nach-zubilden. Dort sind etwa 1013 Neuronen miteinander vernetzt,

θ

fα

Abbildung 2 • Modell eines künstlichen Neurons

142

QUERSCHNITT 21

Niedrige Strompreise erfordern zuverlässige PrognosenDurch die Liberalisierung der Energiemärkte ist folgende Auf-gabenverteilung entstanden: Die Energieerzeuger bieten ihre Kraftwerksleistung am Markt an, dabei wird eine beachtliche Menge über die Börse gehandelt. Die Energiemengen können lang- und kurzfristig an der Börse geordert werden. Die Strom-händler schließen Lieferverträge über die Energiemengen ih-rer Kunden ab und der Energietransport geschieht über die Netze, die von den Netzgesellschaften unterhalten werden. Die-se Aufgabenteilung erfordert eine Reihe von wechselseitigen vertraglichen Beziehungen. Um zu günstigen Strompreisen zu kommen, muss eine ausreichende, aber nicht zu große Menge an Kraftwerkskapazität bereitstehen, um den Kundenbedarf abzudecken. Zur Stabilität des Energiesystems wird das Netz unabhängig von den Börsenordern mit zusätzlicher Regel-energie stabil gehalten, also alle Abweichungen zwischen georderter und tatsächlich bezogener Energie werden aus-geglichen. Diese Regelenergie ist typischerweise teuer, da beispielsweise bei einem Defizit an bestellter Energie spontan zusätzliche Kraftwerke anzufahren sind. Günstige Endverbraucherpreise sind demnach nur möglich, wenn die Prognose stimmt, also das Abnahmeverhalten der Verbraucher in Form der Lastkurve möglichst genau vorher-gesagt werden kann. Hierbei spielen u. a. der Tagestyp, das Wetter mit Temperatur und Windstärke, die Bewölkung und die Luftfeuchtigkeit eine wichtige Rolle. Für die Prognose der Kunden-Lastkurven wurden in der Ver-gangenheit eine Vielzahl von Verfahren angewendet, die aber teilweise nicht immer befriedigende Prognosen lieferten. Eine interessante neue Technik, die kontinuierlich Einzug in ver-schiedene Bereiche der Ingenieurwissenschaften hält, ist die Anwendung der Künstlichen Neuronalen Netze (KNN). Die KNN wurden erstmals in den 40er Jahren des vorigen Jahrhunderts definiert. Sie haben seitdem immens an Bedeutung gewonnen und ihren Platz in vielen Wissenschaftszweigen gefunden, so z. B. in der klassischen Mathematik, der Finanzwirtschaft, der

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QUERSCHNITT 21

die letzten bekannten Werte anlegen, das Netz wird durchge-rechnet und man erhält recht schnell am Ausgang den pro-gnostizierten weiteren Verlauf. Das Lernen des Netzes ist ein iterativer Vorgang zur Bestimmung optimaler Gewichte und Schwellenwerte, bei dem das KNN lernt, aus den Trainings-daten vorhandene Muster und Zusammenhänge zu extrahie-ren, siehe Abbildung 4. Das KNN-Netz stellt dabei praktisch einen Funktionsapproximator dar, der den Verlauf der Zeitrei-he optimal annähern kann, ohne die exakten Kurvenparameter des mathematischen Modells genau zu kennen. Des Weiteren verhalten sich die Neuronalen Netze sehr robust gegenüber rauschenden Eingangsdaten. Auch Ausreißer oder fehlende Werte werden gut toleriert, da sich der Fehler auf die Wer-testruktur des ganzen Netzes verteilt. Genau diese Eigen-schaften machen sie besonders attraktiv für den Einsatz in einer Prognoseanwendung bei Strom- oder Gasanwendungen. Allerdings: Genügend Trainingsdaten aus der Vergangenheit sind bereitzustellen. Diese sind aber meist in den Archiven des Leitsystems vorhanden. Unvorhersehbare Einflüsse auf die Lastkurve wie beispielsweise Temperatureinbrüche oder Ausfall von Industriekunden können natürlich auch die KNN nicht vorhersehen, aber recht schnell darauf reagieren.

Implementierung im SCADA-SystemEin SCADA-System ist ein Leitsystem zur Überwachung und Führung von verteilen Netzen, wie Gas – und Stromnetze. Der Kooperationspartner OHP Automation Systems bietet zu sei-nem Leitsystem-Paket Optimierungsmodule für den Strom- und Gasbereich an. Im Laufe des begonnenen Projektes soll die KNN-Technologie in die Prognosemodule eingearbeitet wer-

Abbildung 5 • Die KNN-gestützten Optimierungsmodule in der Leitsystem-Umgebung

den. Die Neuronalen Netze werden dabei online mit dem Leit-system verknüpft und bekommen ihre Daten laufend aus dem Prozess, siehe Abbildung 5. Dabei übertragen die Strom- und Gaszähler in den Versorgungsnetzen mittels Fernwirktech-nik (Telefonleitung oder GSM-Netz) in Minutenintervallen ihre Zählerstände an den Leitrechner, die dort zunächst archiviert werden. Schließlich ermittelt die KNN Prognose daraus den Verbrauch für den laufenden Tag sowie die nächsten sieben Kalendertage.

AusblickDie Prognoseergebnisse des Prototyps, der auf Basis der KNN arbeitet und mit vorhandenen Archivdaten „gelernt“ hat und weitere, eigene Simulationen, die mit MATLAB realisiert wurden, lassen auf einen erfolgreichen Dauer-Praxiseinsatz schließen. Dieser ist ab Frühjahr 2007 bei einem Stromversor-ger in der Region geplant. Dafür werden die Algorithmen in C++ programmiert und in das Leitsystem integriert. Die Auto-ren werden in der nächsten Ausgabe des Querschnitt über die gewonnenen Erfahrungen der Praxis berichten.

Literatur1 • Thorsten Fiedler, „Basics of Artificial Neural Networks

in Time Series Forecast Applications“, Hochschule Darmstadt, Semester Thesis 2006

2 • Andreas Scherer, „Neuronale Netze – Grundlagen und Anwendungen“, Vieweg Verlag 1997

der

OHP Automation Systems GmbHGutenbergstraße 16 . 63110 Rodgau 1 Telefon 0 61 06 /8 49 55-0 . Fax -20Email: info@ohp.de . Internet: www.ohp.de

Produkte derFernwirk- und LeittechnikGeadat Fernwirktechnik mit Traditionvon AEG und Innovation von OHPMicro, U120/U250, KOS/ESI

ProWinQuerverbund Netzleit-technik für Stadtwerke und EnergieversorgerStrom, Gas, Wasser,

Abwasser, Fernwärme

ProXkonTelegramm-konvertierung/MigrationIEC 870-5-101, Modbus, SEAB 1/F, Sinaut ST7, ST1

DIB Klartext-anzeigen/Stör-protokollierungfrei projektierbar, Alarmierung,Drucker-anschluss

TEL003Test- undDiagnose fürIEC 870-5-101

3 • Jeannette Lawrence, „Neuronale Netze – Computer-simulation biologischer Intelligenz“, Systhema Verlag 1992

4 • Serge Zacher, Patricia Ladewig-Riebler, Stefan Thoer, „Neuronale Netze für Ingenieure“, Vieweg Verlag 1998

5 • Sven Crone, www.neural-forecasting.com

AutorenbiografienDipl.-Ing.(FH) Thorsten Fiedler, Jahrgang 1980. Studium der Elektrotechnik im Studiengang Energie, Elektronik und Um-welt an der Fachhochschule Darmstadt, Diplomarbeit an der Technischen Universität Craiova (Rumänien). Seit 2005 Student im Master-Kurs an der Hochschule Darmstadt, freier Mitar-beiter der OHP Automation Systems GmbH Rodgau, befasst mit der Weiterentwicklung der Leitsystem-Produktfamilie.Dipl.-Ing. (FH) Steffen Ott, Jahrgang 1960. Studium der Elek-trotechnik, Studiengang Regelungs- und Datenverarbeitungs-technik an der Fachhochschule Darmstadt. Bis 1988 Entwick-lungstätigkeit im Fachbereich Automatisierungstechnik der ehemaligen AEG in Seligenstadt, seitdem Geschäftsführer der OHP Automation Systems GmbH in Rodgau, die sich mit Soft-wareentwicklung im Bereich der Netzleittechnik, sowie Steue-rungen für Automatisierungs- und Fernwirktechnik befasst. Prof. Dr.-Ing. Dieter Metz, VDE, Jahrgang 1948. Studium der Elektrotechnik an der Technischen Hochschule in Darmstadt, Promotion zum Dr.-Ing. an der RWTH Aachen in 1979. Indus-trietätigkeit auf den Gebieten Softwareentwicklung, Netzleit-technik und Netztrainingssysteme. Seit 1986 Professor an der Hochschule Darmstadt im Fachbereich Elektrotechnik und In-formationstechnik. Projektleiter nationaler und internationaler Entwicklungskooperationen.

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ProgrAmmierung kooPerierender robotersysteme – kooPerierende robotersysteme stellen eine innoVAtiVe Fertigungstechnologie dAr, deren ProgrAmmierung zunehmend komPlexer wird.

autor •Prof. Thomas Horsch Fachbereich informatik

Abbildung 1 • Prototypische realisierung einer Kooperation von vier robotersystemen

Der Begriff kooperierende robotersysteme hat je nach Be-trachtung unterschiedliche Bedeutung. Im Bereich mobiler ser-viceorientierter Systeme versteht man unter kooperierenden Systemen einen Verbund unabhängiger roboter, die gemein-sam ein Problem lö­sen, wobei die Kommunikation, Koordinati-on und gegenseitige unterstützung bei der Auswertung von Sensorinformation im Vordergrund steht. Kooperation im indu-striellen umfeld bedeutet die gemeinsame Durchführung einer Bearbeitungsaufgabe mit mehr als einem robotersystem.Dieser Artikel konzentriert sich auf die Programmierung von industriellen robotersystemen. Deren einsatz ist motiviert durch mö­gliche Produktivitätssteigerungen. ein typisches Bei-spiel stellt eine kooperative Aufgabe mit zwei robotersyste-men dar, wobei ein roboter das Werkstück hält und es bereits transportiert, während der andere es bearbeitet. Hierdurch wird die Zykluszeit einer Bearbeitung reduziert. ein weiterer und nicht unwesentlicher Aspekt stellt die Mö­glichkeit dar, durch kooperierende roboter mehr Arbeitsprozesse zu bewäl-tigen und somit für die gleiche Leistung weniger Fertigungs-fläche zu benö­tigen.

In der Diskussion zu diesem Trend ist die Programmierung für kooperierende roboter bisher zu kurz gekommen, gleich-wohl erste Konzepte zur unterstützung für Bediener bereits entwickelt werden. Denn für den Bediener stellt es sich als sehr komplexe Aufgabe dar, mithilfe eines Programmierhand-gerätes im sogenannten Teach-In Betrieb solche Systeme zu programmieren. es gibt zwar Lö­sungen, die es ermö­glichen, eine robotergruppe und das gleichzeitige Verfahren mehrerer kooperierender roboter über ein gemeinsames Bediengerät zu steuern. Die Synchronisierung der roboter bleibt ein schwie-riges unterfangen und der Test und die Feinabstimmung sind sehr zeitintensiv. Daher macht es Sinn, die Bewegungsvorgabe zu einem gewissen Grad automatisiert zu erzeugen.Derzeitige Initiativen, die solche Technologien vorantreiben, kommen in erster Linie aus der Automobilindustrie. So hat Daimler-Chrysler mit dem Projekt Kooperierende roboter

(KIr) erste erfolgreiche Schritte in die Implementierung dieser innovativen Produktionstechnologie in der konkreten Anwen-dung einer Punktschweißaufgabe unternommen. Solche Auf-gaben sind charakterisiert durch sogenannte Punkt-zu-Punkt (PTP) Bewegungen, deren Ausprägung zwischen programmier-ten Punkten nicht weiter festgelegt ist. einige roboterhersteller haben bereits Lö­sungen für solche Aufgaben entwickelt. Hierbei wird in der regel ein Master-Slave Verfahren eingesetzt. ein roboter (der Master) gilt als Hauptroboter, an dem sich die weiteren beteiligten roboter „orientieren“. Solche Verfahren sind somit durch einen robo-terzentrierten Lö­sungsansatz gekennzeichnet.

Betrachtet man bahnorientierte Aufgaben, wie z. B. Bahn-schweißen, Klebeauftrag, Nahtabdichten, stossen roboter-zentrierte Ansätze an ihre Grenzen. Idealerweise betrachtet man insbesondere solche Anwendungen prozesszentriert, d.h. eine Bearbeitungsaufgabe wird über ein Werkstück definiert. Prozessbeschreibungen durch Geometrie- und Technologie-daten sowie eine mö­glicherweise gleichzeitige Bewegung des Werkstücks werden roboterunabhängig festgelegt.Sind diese Vorgaben definiert, so kann in einem zweiten Schritt diese Aufgabe auf die beteiligten Systeme und deren Freiheits-grade „optimal“ verteilt werden. Setzt man bei einzelnen ro-botern in der regel analytische Verfahren zur Vorwärts- und rückwärtstransformation (Abbildung von Gelenkkoordinaten in kartesische Koordinaten des TCP’s und umgekehrt) ein, so muss man bei kooperierenden Systemen auf numerische Lö­-sungsmethoden zurückgreifen. Die Kooperationsbedingungen werden über geschlossene ki-nematische Ketten modelliert (Abbildung 2) und in Form von Gleichungen und ggfs. ungleichungen dargestellt. Zudem definiert eine sogenannte virtuelle Kinematik das Bearbei-ten in Vorzugslage. Der Begriff virtuell deutet an, dass diese Kinematik nicht existiert, jedoch eine Mö­glichkeit darstellt, Vorzugslagen zu modellieren. Diese virtuelle Kinematik de-finiert die Bewegung des Werkstücks. Mit diesem Ansatz ist

Roboter 1

Basis Roboter 1

virtuelle Kinematik

Welt-koordinatensystem

Basis Roboter 2

Roboter 2

WerkstückTCP 1

TCP 2

Abbildung 2 • Modellierung kooperierender robotersysteme über geschlossene kinematische Ketten

Projektberichte

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Querschnitt 21

Projektberichte

man zudem in der Lage, Toleranzen zwischen den beteiligten robotern und dem Werkstück zu modellieren. Zur Lö­sung kö­nnen Optimierungsverfahren oder Lö­sungsverfahren für lineare Gleichungssysteme (z. B. Singulärwertzerlegung) her-angezogen werden.Aus Sicht der Anwender von prozesszentrierten kooperieren-den Aufgaben sind folgende Anforderungen von besonderer Bedeutung: A1 • Prozessbedingungen müssen sichergestellt werden (z. B. Schweissen in Wannenlage)A2 • Prozesstoleranzen müssen ermö­glicht werden (z. B. Schweissen in Wannenlage erlaubt ein Abweichen von der Bahnorientierung in bestimmten Grenzen)A3 • Kinematisch bedingte Zwangslagen (z. B. Singulari- täten und Überschreiten von Gelenkwinkelgrenzen) müssen vermieden werdenA4 • einzelne Achsen kö­nnen priorisiert werden (z. B. Handachsen)A5 • Verfahren ist unabhängig von der kinematischen Struktur und der Anzahl der beteiligten roboter

Die Anforderungen (A1) und (A2) stellen die Prozesszentrie-rung heraus, die mit roboterzentrierten Ansätzen nicht oder nur unzureichend realisiert werden kö­nnen. Grundlegende Arbeiten für solche prozesszentrierten Verfahren wurden bereits ende der 80er Jahre am IPK Berlin entwickelt und in letzter Zeit an den Hochschulen Magdeburg [1] und Darmstadt [2] weiter verfeinert und entsprechende Implementierungen vorangetrieben. Die Hochschule Darmstadt hat diese Imple-mentierung prototypisch in das Simulationssystem eASY-rOB der gleichnamigen Firma integriert und beispielhafte Anwen-dungen mit bis zu vier kooperierenden robotersystemen auf der Messe AuTOMATICA 2006 gezeigt (Abbildung 1).Diese entwicklungen wurden zum Teil von Herstellern von Programmier- und Simulationssystemen aufgegriffen. Inter-essanterweise sind es gerade die „kleinen“ Systeme, die un-terstützung bieten für diese Technologie.

Zusammenfassend kann man festhalten, dass prozesszen-trierte Ansätze zur Programmierung von kooperativen Be-arbeitungsaufgaben gegenüber roboterzentrierten Ansätzen deutlich flexibler sind. Prototypische Lö­sungen existieren zum Teil. Der einsatz dieser innovativen Produktionstechnologie ist derzeit anwendergetrieben. Sollte sich der Trend zu kooperierenden Systemen durchset-zen, werden neue Herausforderungen an die Anbieter solcher Systeme gestellt: Die Absolutgenauigkeit der roboter wird stärker im Fokus stehen, da sich nun Lagefehler über die An-zahl der beteiligten Systeme akkumulieren kö­nnen. Weiterhin werden solche Systeme „relativ nah“ zueinander arbeiten, so dass Programmierverfahren zusätzlich zu den Anforderungen (A1) – (A5) kollisionsfreie Bewegungen generieren müssen. es bleibt abzuwarten, inwieweit sich diese Fertigungstechnologie durchsetzt und welche rolle hierbei roboterhersteller und Anbieter von Programmier- und Simulationssystemen in der Weiterentwicklung spielen.

Autorprof. Thomas horsch lehrt robotik an der Hochschule Darm-stadt und hat sich im rahmen seines Forschungssemesters mit kooperierenden robotersystemen beschäftigt. Weitere For-schungsschwerpunkte sind u. a. kollisionsfreie Bewegungspla-nung, sensorgeführte roboterbewegungen sowie fortgeschrit-tene Methoden der Bahnplanung und Bahninterpolation.

literatur1 • h. Münch, J. Bargfrede: effizienter industrieller einsatz bahnsynchron kooperierender roboter, hochschule Magdeburg-stendal, Forschungsbericht 2001 � • th. horsch: Programmierung kooperierender roboter, hochschule Darmstadt, Forschungsbericht 2006linkszu � • www.fbi.h-da.de/~horsch Simulationssystem eASYrOB www.easyrob.de

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Querschnitt 21

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• Abbau von Studienhindernissen • Studium in regelstudienzeit • erhö­hung der Absolventenquote in regelstudienzeit. als nächstes müssen instrumente zur Qualitätssicherung definiert werden. Dazu zählen auch: • Struktur- und entwicklungsplanung auch unter dem Aspekt der Profilbildung, • Zielvereinbarungen, • evaluationsordnung, • Konzept zur evaluierung, • Arbeitshilfen (Prüfungs- und Studienordnung etc.), • Berichtswesen und • Akkreditierung.

Zu den Qualitätssicherungsmaßnahmen für die einzelnen Pha-sen und entsprechende phasenübergreifende Instrumente zäh-len insbesondere • die phase vor dem studium mit Informationsangeboten für Schulen, Infomessen für Schülerinnen und Schüler, Studienberatung für Studienin- teressierte, spezielle Webinformationen, Summer School, Kinder-Informatik, Befragung der Studieninteressierten (Anmerkung: dies setzt überhaupt den Kontakt zu Schulen voraus!) • die phase übergang schule – hochschule, studienbeginn Brückenkurse, erstsemestereinführung, Patenschaften, evaluation der Studienanfänger, • die phase studium evaluation, Studienberatung, Mentorensystem, repetitorien. Tutorien, Lernzentren bzw. offene/betreute Labore, Betreuung der Lehrbeauftragten • die phase übergang ins Berufsleben Absolventenbefragung, Abbrecherbefragung, Alumni-Aktivitäten, Weiterbildungsangebote • und phasenübergreifende instrumente Weiterbildungsmaßnahmen, Bonussystem, Informations- veranstaltungen, Aktivitäten im rahmen der Inter- nationalisierung, Aktivitäten für die Praxisorientierung, abgestimmte F&e-Aktivitäten, Berichtswesen.es muss festgelegt sein, was mit diesen Instrumenten bewirkt

werden soll. Dazu gehö­ren z. B. die erleichterung der späteren Studienwahl, die Vereinfachung des Studienbeginns, verbes-serte Abläufe, Verkürzung der Studiendauer, die erhö­hung des Ausbildungsniveaus, Auf-/Ausbau eines Netzwerkes, Verbes-serung der entwicklungs- und Forschungsaktivitäten. ein re-gelmäßiges Controlling und die stetige Weiterentwicklung der Instrumente und Maßnahmen sind unerlässlich.ein umfassendes Qualitätsmanagement gewährleistet, dass die Strukturqualität (Ausstattung, Studierendenservice, Stu-dienorganisation, Netzwerke mit Firmen), die Prozessqualität und die ergebnisqualität (Berufsintegration, akademischer Grad, Studierendenzufriedenheit, Position des Fachbereichs/der Hochschule) die definierten Ziele erreichen. Dabei sollte man nicht aus dem Auge verlieren, dass es sich dabei um einen stetigen Prozess handelt, der alle Beteiligten involviert und er-gebnisse immer wieder reflektiert.Man sollte sich allerdings auch im Klaren darüber sein, dass all diese Maßnahmen nicht umsonst zu haben sind. entspre-chende finanzielle Mittel und eine attraktive Ausstattung ge-hö­ren zu einem umfassenden Konzept.

literatur1 • thieme 2002: Qualitätsmanagement und Marketing an deutschen hochschulen [http://evanet.his.de/old_evanet/ forum/pdf-position/thiemePosition.pdf] � • Beschluss der Kultusministerkonferenz vom 22.09.2005: Qualitätssicherung in der Lehre [http://www.kmk.org/doc/ beschl/QualitaetssicherungLehre.pdf]

Projektberichte

Qualitätssicherung in der Lehre ist zu einem der Kernthemen der Hochschulpolitik geworden. Der klassische Qualitätsbe-griff im Sinne von eigenschaft und Beschaffenheit kann nicht einfach auf immaterielle Güter übertragen werden. Hochschu-len erstellen immaterielle Güter. Neben Forschungs- und ent-wicklungsergebnissen gehö­rt dazu die Ausbildung (=Qualifika-tion) von Akademikerinnen und Akademikern. Im Gegensatz zu materiellen Gütern werden immaterielle Güter individuell im Zusammenspiel von Produzent und Kunden erbracht. Die Be-stimmung der Qualitätsziele, die Qualitätssicherung und das Qualitätsmanagement für das Gut Hochschullehre kann nicht ausschließlich anhand von Kriterien des Kunden oder des Auf-traggebers erfolgen, weil die Leistungserstellung an Hoch-schulen auf verschiedene Interessengruppen (z. B. Studieren-de, Staat, Politik, Öffentlichkeit, Wirtschaft) trifft. Außerdem wird die Lehr-Lern-Situation maßgeblich von den Studieren-den mitgeprägt. eine Qualitätsbeurteilung muss daher eigen-anteile der Studierenden an der Leistungserstellung enthalten. Was ein Studierender lernt, hängt nur bedingt vom Lehrenden und den rahmenbedingungen ab. Was ein Lehrender vermit-teln kann, wird von seiner Qualifikation, seinem Selbstver-ständnis und seinen Zielen, aber auch von der unterstützung durch die Hochschule bestimmt. Die Qualität der Hochschul-lehre insgesamt kann erst im Bezug auf ein Curriculum und damit auf der ebene des Studiengangs und des Fachbereichs bewertet werden (vgl. Thieme 2002)

Die Kultusministerkonferenz hat im September 2005 Maßnah-men zur Qualitätssicherung in der Lehre beschlossen. Darun-ter fallen länder- und hochschulübergreifende Maßnahmen (vgl. Beschluss der Kultusministerkonferenz vom 22. 09. 2005). Kernelemente einer nachhaltigen Qualitätssicherung in der Leh-re sind demnach:• Akkreditierung• evaluation, Berichtswesen• Betreuungskonzept (Tutoren, Mentoren)• Fö­rderung der Lehrkompetenz• Lehrbeauftragtenmanagement• qualitätssichernde Maßnahmen für spezielle Phasenüber- gänge zu etablieren: Übergang Schule/Hochschule, Über- gang Bachelor/Master, Übergang Hochschule/Beruf

Der Fachbereich Informatik hat bereits im Sommersemester 2003 erste Schritte zur Qualitätssicherung unternommen und damit weitgehend die zuvor aufgeführten Kernelemente umge-setzt. Zusätzlich wurden Strukturen eingeführt bzw. etabliert, die den kollegialen Austausch untereinander zum Ziel haben: Fachgruppen bieten ein Forum für fachbezogene Gespräche mit den Mö­glichkeiten zur Abstimmung der Lehre und des Prü-fungsangebotes. Dort werden Modulbeschreibungen erstellt und weiterentwickelt. Sie sind zudem geeignet, um Lehrbeauf-tragte fachlich zu betreuen und neue Kollegen zu „coachen“ und zu integrieren. unter anderem ist die Gruppenzugehö­rig-keit auch ein Beitrag zur entwicklung einer Identität und einer emotionalen Bindung („Wir-Gefühl“) im Fachbereich.Im rahmen der reformierung der Studiengänge am Fachbe-reich und der damit verbundenen reakkreditierung hat sich jedoch gezeigt, dass diese Maßnahmen nicht ausreichen und ein übergeordnetes Qualitätsmanagement erforderlich ist.Qualitätssicherung kann nur betrieben werden, wenn die Qua-litätsziele definiert sind. Diese müssen sich aus dem Leitbild der Hochschule und des Fachbereichs ableiten. Als nächstes müssen Instrumente und Maßnahmen zur Qualitätssicherung definiert werden. es ist wichtig, ein zusammenhängendes Sys-tem des Qualitätsmanagements aufzubauen, das sich an den einzelnen Phasen (vor dem Studium, Studienbeginn, während des Studiums, nach dem Studium) orientiert, für jede Phase die Qualitätsziele definiert und die dafür vorgesehenen Instru-mente und Maßnahmen umsetzt. Dabei muss mit Augenmaß an die umsetzung gegangen werden, denn nicht alles, was machbar ist, ist auch sinnvoll. Wichtig ist es, alle Beteiligten für dieses Thema zu sensibilisieren und zu motivieren.

aus dem leitbild• exzellente Lehre – attraktive Studienbedingungen • Fö­rderung von Forschung und entwicklung • Nachgefragte Qualifikation • Hochqualifizierter und verantwortungsbewusster akademischer Nachwuchs lassen sich Qualitätsziele ableiten: • Qualitätsentwicklung und -sicherung im Studium • Steigerung der Zufriedenheit aller Beteiligten (Studierende, MitarbeiterInnen, ProfessorInnen, Firmen)

QuAlitätssicherung in der lehre – mehr Als nur eVAluAtion

autoren •Prof. Dr. Katja Lenz Prof. Dr. Hans-Peter Wiedling Fachbereich informatik

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Querschnitt 21

workflowintegrierte softwareWeiterhin wird ein Internet-Server verwendet, auf dem die Mit-arbeiter der Zeitarbeitsfirma die Mö­glichkeit haben, Bewerber-profile zu bearbeiten und für potentielle Kunden eine Auswahl an Bewerbern zusammen zu stellen. Die Kunden kö­nnen auf dem Server die für sie zusammengestellten Profile samt der Videopräsentation einsehen und einen Kandidaten buchen. (Abbildung 2)

Fazit & Ausblickes ist in der einjährigen Projektlaufzeit gelungen, ein funktio-nales Stellenvermittlungssystem zu realisieren, das momen-tan speziell auf die Arbeitsabläufe von mittelständigen Zeit-arbeitsfirmen zugeschnitten ist. Zusätzlich ist ein Videoauf- nahme- und Schnittsystem für die Bewerbervideos verfügbar, das zum erstellen der Videos verwendet werden kann. Die damit erstellten Videos zeichnen sich nicht nur dadurch aus, dass die Arbeitskraft ihren Lebenslauf nochmals in münd-licher Form vorstellt, sondern Seiten ihrer Persö­nlichkeit dar-stellt, die in einem Lebenslauf nicht transportiert werden kö­nnen, für die Besetzung einer Stelle aber durchaus relevant sein kö­nnen, oft sogar wesentlich relevanter als die Lebens-laufdaten selbst. Somit kann eine Zeitarbeitsagentur, die Agato einsetzt, ih-ren Kunden von Beginn an einen besseren einblick in das zur Verfügung gestellte Arbeitskraftportfolio bieten und damit den Prozess der Vermittlung dahingehend optimieren, dass schneller die passende Arbeitskraft für die zu besetzende Stelle gefunden werden kann.Zusätzlich führt das ergebnis der Vermittlung auf Seiten der arbeitskraftsuchenden Firma zu grö­ßerer Zufriedenheit, da die erfolgsquote und Treffsicherheit der Vermittlungen steigt.

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Abbildung 1 • user Interface des unter Cocoa (C#) entwickelten Videoschnitt-systems von Agato

Abbildung 2 • ein Screen aus der Server-Anwendung von Agato, mit der die Bewerberdaten gepflegt werden.

Dadurch fö­rdert diese Maßnahme im Allgemeinen die sinn-vollere Vermittlung von Arbeitskräften, was auf lange Sicht die momentane Arbeitsmarktsituation erheblich verbessern kann. Das Ziel des Projektes ist einerseits, der Zeitarbeitsgesell-schaft einen Wettbewerbsvorteil durch das Videoangebot zu verschaffen und den Vermittlungsprozess zu beschleunigen. Noch wichtiger jedoch ist, dass durch die Kombination von Lebenslauf und Video der einzelne Stellenbewerber seine einzigartigkeit zeigen kann und diese schon vor dem Bewer-bungsgespräch an den potentiellen Arbeitgeber übermitteln kann. Zukünftig denkbar ist die Adaption des Systems für andere Zeitarbeitsfirmen und andere Arbeitsvermittlungen. Durch die enge Zusammenarbeit mit der Zeitarbeitsagentur besitzt das Projekt Modellcharakter, der sich auch auf andere An-wendungsbereiche übertragen lässt.

die AuszeichnungDas Projekt wurde von der Kooperationsstelle Wissenschaft und Arbeitswelt in Darmstadt mit dem Studienpreis “Zukunft der Arbeitswelt: Innovation - Qualifikation - Partizipation” des Jahres 2005 ausgezeichnet. Der Preis wird jährlich von h_da, Tu Darmstadt und DGB für herausragende Studien- und Ab-schlussarbeiten zur humanen und nachhaltigen Gestaltung der Arbeitswelt vergeben. Mitgewirkt haben an Agato die inzwischen diplomierten Me-dia System Designer Simon Brückner, Sebastian Denef, Alpay emetli, ralf Gehrig, Denise Schnaus, Tobias Schnellbächer und Laura Wenz. Begleitet wurde die Arbeit durch Prof. Hans-Peter Wiedling, Prof. Michael rebstock und Dipl.-Designer Carsten Waldeck.

Projektberichte

Als Projektpartner konnte eine Zeitarbeitsgesellschaft in Frank-furt gewonnen werden, die grö­ßtenteils Bürofachkräfte vermit-telt und bereit war, uns tatkräftig bei recherche und umset-zung zu unterstützen.In Zusammenarbeit wurde ein Stellenvermittlungssystem na-mens »Agato« entwickelt, das einerseits die Zeitarbeitsgesell-schaft bei der Vermittlung unterstützt und andererseits den Stellenbewerbern die Mö­glichkeit gibt, sich mit einem Video zu präsentieren. Agato besteht aus zwei Komponenten: einem rechnergestützten Videoschnittsystem und einem Internet-Server, auf dem Mitarbeiter der Zeitarbeitsfirma Bewerber-profile bearbeiten kö­nnen.

intuitiver VideoschnittDas Videoschnittsystem wird in der Zeitarbeitsfirma genutzt, um Videos von den Stellenbewerbern aufzuzeichnen, zu schnei-den und ins Internet zu transferieren. Bei der Konzeption des Systems stand die einfache, schnelle Bedienung im Vordergrund. Da es sich bei den aufnehmenden Sachbearbeitern um Bürokräfte und somit weder um High-Tech-Freaks noch um professionelle Videofilmer handelt, muss die Bedienung der Anwendung den Kenntnissen dieser Ziel-gruppe entsprechen. Beim Schneiden des Videos, einem kom-plexen Vorgang, ist die Interaktion so intuitiv wie mö­glich ge-halten und Aktionen sind leicht revidierbar. Der Screen (Abbildung 1) zeigt die Funktionsweise. Nach dem Start ist die Vorschau des aufzunehmenden Bildes von der Ka-mera zu sehen. Mit einem Druck auf den Aufnahme-Knopf kann ein Stück aufgenommen werden. Das aufgenommene Ma-terial wird auf der Zeitleiste angezeigt. Sind genug Aufnahmen vorhanden, kö­nnen sie per Drag&Drop verschoben und ge-schnitten werden.

die unzulänglichkeiten des lebenslaufsDie heutige Arbeitswelt kennt hauptsächlich ein Medium zur Auswahl von Stellenbewerbern für ein Vorstellungsgespräch: Den Lebenslauf. Der Formalismus eines Lebenslaufs neigt aber zur Quantisie-rung und reduktion der individuellen Fähigkeiten der Bewer-ber. „Gute englischkenntnisse“ kö­nnen stark variieren und ein „6-monatiger Auslandsaufenthalt“ sagt wenig über die gewon-nenen erfahrungen aus. Welche Persö­nlichkeit sich hinter den Daten eines Lebenslaufes verbirgt, wird nicht adäquat trans-portiert. Trotzdem basiert der Auswahlprozess der Bewerber für ein Vorstellungsgespräch meist nur auf diesem eindruck und ist daher nicht optimal. Menschen, die auf eine Stelle ausgezeich-net passen würden, fallen durch das raster des Auswahlpro-zesses und bekommen nicht die Mö­glichkeit, bei einem per-sö­nlichen Gespräch zu zeigen, dass sie durchaus für die aus- geschriebene Stelle geeignet sind. Gerade die »Soft Skills«, die immer mehr an Bedeutung gewinnen, lassen sich über einen Lebenslauf nicht vermitteln und kö­nnen bisher nur im persö­n-lichen Gespräch erfahren werden.

unser Ansatz: Videos der bewerberZur Lö­sung dieses Problems gilt es eine Bewerbungsform zu finden, die den Menschen adäquat repräsentiert und ihn, zu-sätzlich zu seinem Lebenslauf, als Kandidaten qualifiziert. Im rahmen der Aufgabenstellung unseres zweisemestrigen Projektes „entwicklung eines AV-PreCasting-Systems“ im Stu-diengang Media System Design entstand die Idee, einen Stel-lenbewerber neben dem Lebenslauf in einem kurzen Video zu präsentieren, welches die Mö­glichkeit bietet, seine Persö­nlich-keit zu zeigen.

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AgAto – wir zeigen menschen

autoren •Simon Brückner, Sebastian Denef, ralf Gehrig und Hans-Peter WiedlingFachbereich Media

Querschnitt 21

• erreicht man mit den speziellen und assoziierten bzw. saiso-nalen Keywords (Ist-Soll-Vergleich) die gewünschten Nutzer-zielgruppen (Sprache, Synonyma/Homonyma, Klickverhalten) und wie stark ist die Konkurrenz?

methodentransferDie einschlägigen methodischen Transferleistungen zur Über-prüfung der Ausgangshypothesen und zur evaluation von Optimierungsverfahren des „search engine marketing“ bezo-gen sich auf folgende vorgegebenen spezifischen, operativen Handlungsfelder des Suchmaschinenmarketing:• (Dynamische) Keyword-Analysis: Begriffsraumanalyse und Potenzialermittlung (mittels des Instruments der Keywordeffizienzmatrix), Werbeform (Adword, Onpage), Themenclustering • Monitoring: Sichtbarkeitsmessung (eigene Seite, Konkurrenz), Anwendungsbeispiel: T-Online Produktcontai- ner/TPC (Messung: Page Impressions, Klicks, Click through rates/CTr) • Onpage-Optimierung: Ist-analytische Bestandsaufnahme (Keyworddichte, Verlinkung, einheitliches Wording, Indexierbarkeit, Alt-/Title-Tags), Keywordszuteilung, Navi- gationsoptimierung, Angebotsstrukturierung • Interne und externe Linkakquisition: eigenes/anderes Portal, Linktext-Formulierung, Themenseiten, Linkliefer- beziehungen (zu Konkurrenten) • Adword-Kampagnen: Keyword-Cluster, Ausgestaltung von Texten, Landingpages und (T-Online-) Produktcontainer, Kampagnen-Tracking

designIn Kooperation mit der Abteilung Suche (Product Search) des grö­ßten deutschen ISP, der T-Online (Deutsche Telekom AG, T-Com) in Darmstadt, erfolgten hierzu über einen längeren Zeit-raum (SS 2006) empirisch-experimentelle erhebungen und Tests auf verschiedenen, breit gestreuten Internet-Content-Geschäftsfeldern des reichweitenstärksten deutschen Portals. Das Forschungsteam hatte 7 Projektgruppen (26 StudentInnen) in die evaluationsarbeit eingebunden und deren anwendungs-bezogene Transferarbeit mit den Test-Fachbereichen: Video on Demand, DSL-Vetrieb, Auto, Gamesload, onComputer, onLeben und onreisen von T-Online koordiniert und betreut, wobei das abgestimmte, professionelle inhouse-Projektmanagement und die Bereitstellung des „messtechnischen“ equipments (T-On-line Index, Browsernutzung etc.) in den bewährten Händen der Abteilung Suche (Fauldrath/Kunisch) der T-Online lag.

ergebnisseDie praxisbezogenen Test-Anwendungen wurden erfolgreich durchgeführt, denen zunächst eine fachbereichsspezifische (Portal-)Stärken-Schwächen (SWOT-)Analyse vorausging z. B. geringe oder Verfehlen der notwendigen Keyworddichte, un-systematische Keywordauswahl, ausbaufähige interne und ex-terne Verlinkungen, aussagelose Adword-Anzeigen, schlechte Indexierbarkeit, Fehlen maschinell indexierbarer Texte, unnö­-tige Senkung der Termfrequenzen durch falsche Linktexte („mehr“-/“hier“-Links) und wenig sinntragender Kontext, un-nö­tige unterebenen in der urL, Verlinkung mittels für Such-maschinen ungeeigneter, nicht indexierfähiger Graphiken, un-einheitliches Wording, begrenzte Nutzung der technischen Mö­glichkeiten der HTML-Potenziale, fehlende H-Tags oder ALT-Tags, urLs mit zu vielen unterverzeichnissen oder sub-

optimale Indexierung von Dateinamen bei Graphiken. Danach wurden die Optimierungspotenziale analysiert und prototy-pisch verbesserte Lö­sungen entwickelt und getestet, die u. a. folgende, ranking- und kontakt-, impressions-, views- und click-rate-steigernde Optimierungsbeiträge – nachweislich durch die federführende T-Online Abteilung Suche quantitativ-analytisch messbar gemacht – leisteten:

• erhö­hung der Keyworddichte, u. a. durch selbsteruierte effektive und relevante Schlüsselwö­rter bzw. Terme, Vermeidung von Spamingeffekten, beschreibende Links und urLs. • (Onpage- bzw. Title-/Body-Tag-)Optimierung der Keyword- Positionierung in Websites, z. B. in gewichtungsrelevanten und die Wertigkeit erhö­henden Suchmaschinen-relevanten Feldern, wie Überschriften (als Teil der Tag-Struktur bzw. HTML-Head/Body), (Link-)Texte, Graphiken (durch HTML- Codeeinbindung, verlinkte Dateien, Seitentiteln etc.) und durch Bildung von Keywordgruppen und sachgerechte Keyword-Navigation (strikte HTML-Links) sowie die Homo- genisierung des Wording • effizientere Ausgestaltung, Anpassung und erweiterung spezieller Landingpages und Teasertexte sowie von Meta-Angaben • Verbesserte interne und externe (Cross-)Verlinkung und Optimierung und Auslotung von substanziell relevanten und wirtschaftlich sinnvollen Link-Partnerschaften • Optimierung von Produktcontainer-Strukturen und -Inhalten • Qualitative Verbesserung und zielführende Planung von Adword-Kampagnen • Massnahmen zur Optimierung der Indexierbarkeit und zur erhö­hung der Keywordprominenz • Pagerank-Hö­herstufung durch „sprechende“ Hyperlinks

Die ergebnisse des kooperativen Forschungsprojektes mit dem Hochschul-Business-Partner „T-Online“ sind aufgrund des qualitativ hochwertigen und mit hoher unternehmensin-ternen Akzeptanz versehenen erfolgs, Anstoß für vertiefende interdisziplinär-kooperative Forschungsaktivitäten mit hohem Anwender- und Transfernutzen. Im rahmen des informati-onswirtschaftlichen und –wissenschaftlichen Business Infor-mation- bzw. Online-Marketing sind vertiefende Anwendungs-forschungen zu den Themenbereichen des Vergleichs von syndizierten Suchmaschinenindizes (Google vs. AOL/T-Online) und der lokalen Suche geplant.

über die Autorenprof. Dr. Bernd Jörs Hochschule Darmstadt, Fachbereich Informations- und Wissensmanagement, Business Informati-on engineeringJens Fauldrath Dipl. Informationswirt, Manager Suchma-schine, T-Online, SV-M CTX-S, Deutsche Telekom AG, T-Com, Lehrbeauftragter Hochschule Darmstadtarne kunisch Dipl. Informationswirt, Manager Suchmaschine, T-Online, SV-M CTX-S, Deutsche Telekom AG, T-Com, Lehr-beauftragter Hochschule Darmstadt

Weitere informationen zum projekt finden interessenten unter folgender adresse: http://www.informationswirte-darmstadt.de/index.php?option=com_content&task=view&id=156&Itemid=68.

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Projektberichte

ProblemstellungDie recherche in Suchmaschinen ist nach e-Mail die populärs-te Anwendung im Internet. Die Studie der AGOF (Arbeitsge-meinschaft Onlineforschung) Internet Facts 2005-II weist nach, dass 84,9 % der Internetnutzer regelmäßig Internetsuchma-schinen nutzen. Produktinformationen im Internet spielen für fast alle Nutzer eine wichtige rolle. Gerade aber für Produkte und Dienstleistungen gilt, dass Suchmaschinen die Gatekee-per für das Netz sind. Sie bilden die Schnittstellen zwischen Nutzer und Angebot. und nur wer auf den vordersten Plätzen einer ergebnisliste erscheint, hat die Chance mit seinem An-gebot wahrgenommen zu werden. Suchmaschinenmarketing beschäftigt sich mit der Mö­glichkeit, die Aufmerksamkeit steu-ernde Funktion der Suchmaschinen zu nutzen, indem die eige-nen Inhalte in relevanten ergebnisseiten für den Nutzer sicht-bar werden. Hieraus ergibt sich aber auch zwangsläufig, dass sich Suchmaschinenmarketing an Zielgruppen orientiert und unaufdringlich ist. Das Forschungsprojekt versuchte deshalb, eine Vielzahl von Methodiken und Tools zur Suchmaschinen-optimierung und zum Keywordadvertising, beides Objekte des Suchmaschinenmarketing, einer kritischen, praxiseingebun-denen und empirisch-experimentellen Überprüfung auszu-setzen, um Optimierungspotenziale zu eruieren.

untersuchungsfragen bzw. Prüfhypothesen waren u. a.• Kö­nnen real und nachweisbar der Traffic, die Suchpopulari-tät, die relevanz oder die rankingposition, z. B. bei Google oder Overture, erhö­ht werden und damit eine Optimierung der Web-sites aus Suchmaschinensicht erreicht werden durch gezielte Anwendung einschlägiger Verfahrenstechniken der Suchma-schinenoptimierung (SeO), unter Beachtung von Hitlist-Krite-rien (Groß- oder Kleinschreibung, Formatierungsaspekte, Term-position im Gesamtdokument etc.), Gewichtungs- und rele-

vanzdeterminanten (Termfrequenz/-reihenfolge, Pagerank- Algorithmus, Link-, IP-, Click-, Domain-Popularität), einschlä- giger Anfrage- und Suchprozesse (Query-Prozessor; informa- tions-, navigations- und transaktionsorientierte Suche), fach- gerechter Web-Crawler-Steuerung und des zielführenden Managements der kostenintensiven Keywordwerbung, letzte-res z. B. durch Kauf von (nutzer-) relevanten Schlüsselwö­rtern bei großen Suchmaschinenbetreibern zwecks Anzeigenschal-tung (Paid Listing vs. Organic Listing) auf Basis dynamischer Keyword-(effizienz)– und Konkurrenzanalysen (Sichtbarkeits-index) und/oder des Designs spezieller „Produktcontainer“ oder Landingpages?

• Wie kö­nnen die eigenen Inhalte der Website bzw. die on- und offline-Seitenoptimierung so gestaltet werden bzw. durch eine adäquate Linkakquisition und Darstellung der Trefferqualität ergänzt werden, dass sie von Suchdiensten optimal indexiert werden kö­nnen und die Bedingungen der Wirtschaftlichkeit (Cost per click, Click through rate/CTr, Konversionsrate) erfüllen, z. B. bei Fragen wie: bei welchen unternehmensunabhängigen Seiten rentiert sich eine (Hyper-)Link- oder Bannerschaltung oder wie viele per Konversionsmessung konstatierte Ab- käufe, Downloads, Leads werden durch welche Keywords oder Kampagnen generiert?

• Welche Determinanten bestimmen den erfolg von Suchma-schinen-Marketingkampagnen, insb. hinsichtlich der Keyword- und Anbieterselektion, der Anzeigentextformulierung (Head-line, Teaser, urL), -positions- und –zeitpunktgestaltung, der Landingpagestruktur, der Bietstrategie und Budgetplanung sowie erfolgsmessung (Conversion-Tracking, response) und wie muss ein damit verbundenes Monitoring (Sichtbarkeits- und Konversionsmessung) bzw. Web-Controlling aussehen?

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kooPerAtiVes ForschungsProjekt: eVAluAtion Von oPtimierungsVerFAhren des suchmAschinenmArketing – eine inFormAtionswirtschAFtliche und in-FormAtionswissenschAFtliche AnAlyse

autoren •Prof. Dr. Bernd Jö­rs, Jens Fauldrath und Arne KunischFachbereich informations- und Wissensmanagement

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msD-student, 7. semester: „Wer schon einmal an Kursverga-ben an einer deutschen Hochschule teilgenommen hat, kennt das übliche Prozedere. Jeweils am Anfang eines Semesters begibt sich die noch nicht scheinfreie Studentenschaft vor die Glaskästen der Fachbereiche und versucht, einen Platz im Wunschseminar zum Wunschzeitpunkt zu ergattern. Aufgrund des großen Andrangs und des unweigerlich entstehenden Cha-os – meistens vergeblich. Nicht so an der Hochschule Darm-stadt. Der Fachbereich Informatik hat ein Online-Belegsystem entwickelt und dem Fachbereich Media im rahmen eines Pilot-projekts zugänglich gemacht. So werden effektiv Überbele-gungen vermieden. Alles online versteht sich. Ist die Belegpha-se abgeschlossen, kö­nnen die Studenten ihre belegten Kurse einsehen, nicht gewünschte Plätze freigeben oder über die restplatzbelegung wieder freigewordene Plätze ergattern. Die erfahrungen haben gezeigt, dass das System gut funktioniert und eine gerechte und stressfreie Belegung des Kursange-botes durch die Studenten ermö­glicht.“

mp-student im 5. semester: „ … Für die Wahlkurse stellte jeder Student eine Wunschliste zusammen, die er mit Prioritäten für die einzelnen Fächer versah, die das System dann automatisch sortierte und versuchte, jedem so viele Wünsche wie mö­glich zu erfüllen. Ich fand den umgang mit dem System sehr intuitiv und überschaubar. es funktionierte alles unerwartet gut und ohne Komplikationen. Der große Vorteil, alles jederzeit online kontrollieren und mitverfolgen zu kö­nnen, gibt einem das gute Gefühl, nichts vergessen zu haben und wenn, es rechtzeitig zu bemerken. Die unabhängigkeit von Ort und Büroö­ffnungszeiten ist etwas, das an einem Onlinesystem ebenfalls unglaublich hilfreich und unersetzlich ist.Ich bin froh, dass wir dieses wunderbar funktionierende Sys-tem des Fachbereichs Informatik nutzen durften, denn die erfahrungen damit waren nur positiv und haben die Kurswahl und das einschreiben auf jeden Fall sehr erleichtert. …“

msD-student im 7. semester: „Das Buchen von Wahlpflicht-kursen war bisher ein komplizierter Papierkrieg für die Ver-waltung und ein schweißtreibendes rennen um den Kurs der Begierde für die Studenten. Im Namen der neuen Medien hat der Fachbereich Informatik ein Zeichen gesetzt und das Online-Belegsystem ins Leben gerufen. Seit dem Sommersemester 2006 kommen nun auch die Studenten des Fachbereichs Media

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Projektberichte

in den Genuss, dieses System nutzen zu dürfen. Zeitwünsche eingeben, Kurswahlen anklicken, mit Prioritäten versehen, OK klicken und dann abwarten. Auch wenn man kein Glück hatte, kann man sich seinen Kurs in der restplatzbelegungsphase noch „erklicken“. Der neue Stundenplan wie auch eine Termi-nübersicht wird automatisch generiert. „Klick, klick“ und das neue Semester kann beginnen. Wer kö­nnte ein solches System besser bewerten als die Studenten des FB Media. Das Online Belegsystem des FB Informatik ist einfach, übersichtlich und benutzerfreundlich.“

mp-student im 5. semester: „Das Design der Website des On-lineBelegSystem (OBS) ist sehr attraktiv, klar und übersicht-lich mit einem guten verständlich und leicht zu handhabenden Navigationssystems ausgestattet. …Mein Vorschlag ist, dass ein Menü auf englisch mit einer Gebrauchsanweisung in eng-lisch vorhanden sein sollte. …“

mp-student im 5. semester: „Das Login war sehr einfach und unkompliziert, und führte mich direkt zu einem auch recht übersichtlichen Menu. Nach einigen Klicks war klar, dass die Kurswahl sehr einfach werden würde, …. Besonders gut fand ich den persö­nlichen Stundenplan, den ich mir direkt ausdru-cken konnte, und der nur meine persö­nlich gewählten Fächer enthält!“Nicht unerwähnt bleiben soll, dass es auch Studierende gibt, die sich über das neue Zuteilungsverfahren mit dem OBS be-schwert haben. Die Anzahl der wirklich konstruktiven Kritik-punkte in den Beschwerden ging jedoch gegen Null: Dem einen war der Zeitpunkt der zusätzlich angebotenen Informa-tionsveranstaltung zu früh vor dem Vorlesungsbeginn, dem Anderen zu spät. Dem einen waren die Hilfetexte im OBS zu lang, dem Anderen wieder zu knapp.Zusammenfassend kann man sagen, dass wohl keiner zur ellenbogengesellschaft zurückkehren will. Der FB Media ist den Fachkollegen und dem Dekanat im Fachbereich Informa-tik dankbar für die gute Zusammenarbeit und unterstützung. Das Online-Belegsystem ist ein Beispiel dafür, wie man gute entwicklungen der Hochschule Darmstadt auch für die eige-nen Bedürfnisse sinnvoll und nach dem Motto einsetzen kann: Warum in die Ferne schweifen, wenn das Gute liegt so nah“. Testurteil: Prädikat empfehlenswert!

Wunschliste eintragen. Durch ein einfaches Nummernsystem kann man die eigenen Wünsche nach Priorität ordnen. Knappe Plätze werden durch einen fairen Algorithmus zugeteilt, der neben den Wahlpflichtkursen auch den Pflichtstundenplan im Auge behält. Die ganze Prozedur funktioniert online – nicht we-nige Studenten nutzen dies, um die rückkehr auf den Campus noch um einige schö­ne Spätsommertage zu verschieben. Nach dem Zuteilungsverfahren stehen die Belegungslisten mit den e-Mail-Adressen der Studierenden den Dozenten zur Verfü-gung.Besonders effektiv ist die realisierte Verbindung von Online-Belegsystem und HISPOS der Hochschule Darmstadt. Der Fachbereich Media nutzt HISPOS und dessen ergänzungskom-ponenten QIS. Die Professoren im Fachbereich pflegen Ihre Noten nach Semesterende über QIS in HISPOS ein. Diese Da-tenbestände werden vom OBS-System ausgelesen und stehen damit den Studieren zur Verfügung, so dass gegebenenfalls bei der Kurswahl erforderliche Studienvorleistungen sichtbar sind. Die einführung des OBS erleichtert dem Stundenpla-ner nicht nur das Zuteilungsverfahren begehrter Plätze son-dern auch den recht komplexen Prozess der Stundenplanung selbst: „Welcher Kollege ist für die Projektbetreuung im drit-ten Semester noch verfügbar?“ Das dem OBS vorgeschaltete Stundenplanungssystem lässt eine Antwort schnell finden, ohne dass Stecktafeln oder excel-Sheets und eine damit ein-hergehende Gedankenakrobatik benutzt werden müssen. erfreulich ist die Bewertung der einführung des Systems durch unsere Studierenden, denn sie sind ja schließlich unsere Kunden. Hier ein paar Stimmen:

Die Auswirkungen undemokratischer oder unsozial verlau-fender Prozesse werden an vielen Orten und zu den unter-schiedlichsten Themen unserer Gesellschaft beklagt. Das Be-mühen um wirksame Gegenmaßnahmen zu diesen Prozessen, die treffend als „ellenbogengesellschaft“ bezeichnet werden, erschö­pfen sich bedauerlicherweise jedoch oft in philosophi-schen und nicht Ziel führenden Debatten. Als ellenbogengesellschaft der besonderen Art konnte in der Vergangenheit der Zuteilungsprozess der Wahlpflichtkurse für die Studiengänge Media System Design (MSD) und Media Pro-duction (MP) im Fachbereich Media bezeichnet werden. Stu-dierende der hö­heren Semester wurden im Hö­rsaal zusam-mengerufen und über die Inhalte der Kurse informiert. Gegen ende der Veranstaltung wurden für jeden Kurs Belegungslis-ten ausgelegt, in die sich die Studierenden eintrugen. es liegt in der Natur der Sache, dass nicht jeder Kurs für die Studie-renden gleich attraktiv ist und somit bei einer begrenzten Zahl von Plätzen in den Kursen manch einer ohne den begehrten Kursplatz nach Hause zog.Für dieses Problem gibt es (technische) Gegenmaßnahmen– diese ellenbogengesellschaft ist nun beendet. Der Fachbe-reichsrat Media hat am Anfang des Jahres 2006 beschlossen, ab dem SS 2006 das Online-Belegsystem des Fachbereichs In-formatik für die Zuteilung der Plätze in den Wahlpflichtkursen zu verwenden. Das unter der Leitung von B. Kreling entwickel-te Online-Belegsystem (OBS) erfüllt die Anforderungen der Studierenden, der Professoren und auch der Studiengangslei-tung/Stundenplaner in idealer Weise. Studenten identifizieren sich über Ihre Matrikelnummer und kö­nnen über einen be-grenzten Zeitraum Ihre favorisierten Veranstaltungen in eine

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dAs ende der ellenbogen- gesellschAFt – ein erFAhrungsbericht zum online-belegsystem

autoren • Prof. Dr. Christoph Busch, Alona Aschulin, Frederik Lö­lhö­ffel, Christoph Oesterle, Hanna Steger und Katharina Tran phucFachbereich Media

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Projektberichte

sind (win-win-Lö­sungen). In der Ausbildung erhalten die Schü-ler wichtige Analyseinstrumente zur Konflikterhellung an die Hand, ebenso wie Gesprächsführungstechniken. Dieses Ver-fahren wird an vielen Schulen deutschlandweit umgesetzt und kommt auch in der offenen und verbandlichen Jugendarbeit zum Tragen.Das Anti-Aggressivitäts-Training©, das von Prof. Weidner in der JVA Hameln für jugendliche Straftäter entwickelt wurde, richtet sich an Mehrfachauffällige, die zu Gewaltanwendungen neigen. Meist werden die ca. 6-monatigen Trainings im rah-men einer Bewährungsauflage durchgeführt. eine Sensibili-sierung für die ursachen und Folgen von Gewalthandeln sollen bei den Jugendlichen eine Herabsetzung der Gewaltneigung erzeugen. Das AAT arbeitet vorrangig mit der Konfrontation und basiert auf dem Leitmotiv: Abweichendes bzw. gewalttä-tiges Verhalten verstehen aber nicht akzeptieren. Das Coolness-Training©, das Teile des AAT adaptiert, wird in der offenen Jugendarbeit und zum Teil in Schulen durchge-führt. Die Teilnahme ist freiwillig. Das Coolness-Training hat vor allem den ö­ffentlichen raum im Blick, in dem sich Jugend-liche bewegen (Schulhof, Bushaltestelle, Disco…). eingespielte rituale und Abläufe, die oft zu Konflikten und Gewalthand-lungen führen, werden mit den Jugendlichen analysiert und im rollenspiel szenisch aufgearbeitet, beispielsweise „der schie-fe Blick“ und das „Anrempeln“. Veränderungen im Verhalten von Opfer und Gruppe sind bei dieser Methode ein zentrales element. es ist bekannt, dass gruppendynamische Prozesse oft Gewaltanwendungen befö­rdern; auch die Opfer werden mo-tiviert, ihr Auftreten und ihre Handlungsmö­glichkeiten zu überdenken. Bei der Bearbeitung des Themas Gewalt in der offenen Ju-gendarbeit kommen oft szenische Verfahren zur Anwendung. Theaterstücke zum Thema Konflikte werden teilweise von pro-fessionellen Schauspielern präsentiert und als Diskussions-grundlage herangezogen. Teilweise entwickeln Jugendliche ih-re eigenen Inszenierungen. Die szenische Aufarbeitung dient der reflexion von Gewaltsi-tuationen und von eigenem Verhalten in Konflikten. Das Szeni-sche Spiel hat sich als eine für die sozialpädagogische Aus-bildung besonders geeignete Methode herausgestellt; entspre- chende Grundlagenkenntnisse kö­nnen die Studierenden am Fachbereich Sozialpädagogik der h_da erwerben. Das For-schungsprojekt soll eine erweiterung dieses Verfahrens und eine tiefere Verankerung in der Ausbildung befö­rdern.Kulturpädagogische Projekte bedienen sich ausgewählter Me-dien, um sich dem Thema Gewalt anzunähern. Hier ist eine Vielzahl von kleinen und grö­ßeren Projekten entstanden, die mit Videoproduktionen, radiosendungen, Internetpräsentati-onen oder gestalterisch-künstlerischen Methoden arbeiten. Die Produktionen zielen meist darauf ab, dass Jugendliche in ihrer Sprache anderen Jugendlichen ihre Haltung zum Thema Gewalt vermitteln. So sind Websites entstanden, bei denen Ju-gendliche anderen Jugendlichen ratschläge zum Verhalten in Konfliktsituationen geben oder sich gegen Fremdenfeindlich-keit wenden.Das Angebot des Täter-Opfer-Ausgleichs (TOA) dient dazu, ei-ne erfolgte Straftat kommunikativ zu bearbeiten. Den Mittel-

punkt bildet das Ausgleichsgespräch. Hier wird eine Begeg-nung zwischen Täter und Opfer von einem Sozialpädagogen begleitet. Nach dem Prinzip der Wiedergutmachung wird das Opfer beispielsweise durch eine entschuldigung, einen ersatz, die Beteiligung an Krankenpflege oder die rückgabe von Ge-stohlenem kompensiert. Das Opfer hat die Mö­glichkeit, einer Traumatisierung entgegenzuwirken, wenn man im Idealfall ei-ne Aussö­hnung erzielt. Der Täter wird mit seinen Tatfolgen nicht nur in gerichtlicher Weise konfrontiert, sondern in der konkreten, menschlichen Auseinandersetzung mit dem Leid-tragenden. Der zentrale Aspekt des TOA ist die aktive Beteili-gung des Täters an den Inhalten und an der Art und Weise einer Wiedergutmachung.Auf Seiten der Professionellen in der Pädagogik ist mit dem wachsenden Bewusstsein, dass Gewaltausschreitungen nicht gänzlich zu vermeiden sind, das Interesse an einem Praxiswis-sen für den ernstfall gewachsen und damit an vermehrter Handlungskompetenz in Gewaltsituationen. es wurden Ange-bote für Pädagogen entwickelt für einen adäquaten umgang mit gewaltbereiten und gewalttätigen Jugendlichen in Schule oder Jugendzentrum. Das Konstanzer Trainingsmodell, um nur eines zu nennen, bezieht sich ausschließlich auf den Sozi-alraum Schule. Das Professional Assault response Training (PArT) wurde in amerikanischen Psychiatrien entwickelt; es bietet Anleitungen zur Krisenkommunikation und vermittelt praxisnahe Selbstverteidigungsgriffe für den einsatz in ge-walttätigen Auseinandersetzungen.Die ersten ergebnisse des Forschungsprojekts standen auf einer Fachtagung mit großer resonanz im März 2006 zur Dis-kussion und werden als „Leitfaden zur Konfliktbewältigung und Gewaltprävention“ im Wochenschau-Verlag in Schwalbach im Taunus im Februar 2007 publiziert.Der „Leitfaden“ bietet eine entscheidungshilfe für Schulen und Träger der Jugendhilfe, die Verfahren in jeweiligen Ausprä-gungen besser vergleichen, in ihrer Ausrichtung einordnen und gemäß dem aktuellen Bedarf sowie im Hinblick auf Nach-haltigkeit bewerten zu kö­nnen. Dazu ist wichtig, die Darstel-lung nach einer durchgängigen Systematik vorzunehmen, um die unterschiede und Besonderheiten herauszuarbeiten. es sind die Zielgruppen von unauffällig bis strafffällig und die Ausrichtungen von präventiv über intervenierend bis postven-tiv berücksichtigt. Zudem wird jedes Verfahren in seiner prak-tischen Ausgestaltung an einem Beispiel beschrieben. So sind Träger aufgeführt, die das genannte Verfahren umsetzen. Die Darstellung der praktischen Projekte erfolgt knapp und schließt Adresse und Website für weiterführende Informati-onen mit ein. Darüber hinaus ist ein von uns herausgegebenes „Handbuch Konflikt- und Gewaltpädagogik“ in Arbeit, zudem namhafte Autorinnen und Autoren weitere Beiträge liefern. Auch diese Publikation wird im Wochenschau-Verlag in 2007 erscheinen.

Für die finanzielle unterstützung des Forschungsprojekts „Pä-dagogische Konflikt- und Gewaltforschung“ über das „Zentrum für Forschung und entwicklung“ der Hochschule sei hiermit herzlich gedankt.

Das Thema Jugendgewalt sorgt immer wieder für neue medi-enwirksame Schlagzeilen, wenn Pariser Jugendliche wochen-lang im Schutz der Dunkelheit Autos anzünden, wenn Fußball-hooligans vor der Weltmeisterschaft mit Straßenschlachten drohen oder Lehrer an einzelnen Schulen vor ihren Schülern kapitulieren. Medien präsentieren Jugendliche, die keinen re-spekt haben, nicht mehr lernen wollen, Lehrer bedrohen, Mo-biliar zerschlagen und offensichtlich Spaß an der Gewalt ha-ben. Auch wenn diese Darstellungen über eine gewisse ei- gendynamik verfügen und voyeuristische Neigungen bedienen, kö­nnen wir uns nicht über neue Probleme und ihre ursachen hinwegtäuschen: Überforderung von Familien, rückzug aus einer erziehungsverantwortung, mangelnde Integrationsmö­g-lichkeiten von eltern, Ghettoisierung durch sozialen Woh-nungsbau sowie Perspektivlosigkeit und Frustration einer Ju-gend, die ihren Platz in der Gesellschaft offenbar nur dann einigermaßen gesichert sieht, wenn sie eine hö­here Schulbil-dung und wohlhabende eltern hat. In individualisierten Gesellschaften, in denen verbindliche Standards einer breiten Differenzierung und personifizierten Verantwortung gewichen sind, müssen unterschiedliche Inter-essen und Bedürfnisse mehr denn je ausgehandelt und soziale Positionen erkämpft werden. Diese Tendenzen erö­ffnen neue Konfliktfelder und scheinen teilweise zu aggressivem Verhal-ten zu ermuntern. Von daher müssen Heranwachsende in der heutigen Zeit ausgiebiger lernen und erfahren, wie sie Streitig-keiten und Meinungsverschiedenheiten gewaltlos und gelin-gend lö­sen kö­nnen. Jugendhilfe und Schule haben die Aufgabe, in diesem Prozess mitzuwirken, das friedliche Miteinander zu ermö­glichen, auf Jugendgewalt zu reagieren, der entstehung vorzubeugen, aber auch – und das wird zum Teil vernachlässigt – ihre Konzepte zur sozialen Kompetenzentwicklung an die sich wandelnde ge-sellschaftliche realität anzupassen. Seit den 90er Jahren, in

denen der Präventionsgedanke in der Kinder- und Jugendar-beit mehr raum gewann, wurden zahlreiche Modellprojekte konzipiert und evaluiert. Bundes- und landesweite Kampag-nen und Netzwerke wurden ins Leben gerufen, neue Ansätze entwickelt und bereits bestehende wieder belebt. Man orien-tierte sich an wirksamen ausländischen Konzepten und ent-warf eigene. Die Methoden und Verfahren zu einem sozialen umgang mit Konflikten und Gewalt, die derzeit in Deutschland angewandt werden, sind vielfältig. Ihre Konzepte unterscheiden sich hin-sichtlich Zielgruppe, Zielrichtung, Methodik, Wirkung und the-oretischer Begründung. ein Teil der Konzepte richtet sich an Jugendliche, die zu gewalttätigen Auseinandersetzungen nei-gen, ein anderer versucht dem wachsenden Bedarf an frühzei-tigen umgangsweisen mit Konflikten, also eher dem präven-tiven Aspekt, gerecht zu werden.Auch die Schule, die durch die Herausforderung von Ganztags-bildung noch stärker als Sozialisationsinstanz gefordert ist, fragt vermehrt Angebote zur Konfliktbewältigung nach. Von Jugendhilfe und sozialpädagogischer Profession werden pas-sende Konzepte erwartet, um soziale Kompetenzen zu trainie-ren und respektvolle Konfliktlö­sungen zu lernen.Das Forschungsprojekt zielt auf eine systematische Übersicht und inhaltliche Bewertung der unterschiedlichen schulischen und außerschulischen Ansätze und Konzepte im umgang mit Konflikt und Gewalt in der Arbeit mit Jugendlichen hinsichtlich Ausrichtung, Zielgruppe, Methodik und Auswirkung. einige Verfahren seien hier beispielhaft vorgestellt: Die Mediation ist ein Verfahren, das vermehrt an Schulen im rahmen von Streitschlichter- oder Konfliktlotsenprogrammen zum einsatz kommt. Ausgehend von dem Konzept der peer-education werden hier Schüler ausgebildet, ihre Mitschüler bei Konflikten durch klärende Gespräche zu befähigen, adäquate Lö­sungen zu finden, mit denen beide Parteien einverstanden

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PädAgogische konFlikt- und gewAltForschung – Vergleich Aktueller konzePte in der Arbeit mit jugendlichen

• autorenProf. Dr. Achim Schrö­der (Projektleitung) und Angela Merkle (Freie Mitarbeiterin)Fachbereich sozialpädagogik

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die empirische untersuchungum zu erfahren, inwieweit die neuen Anforderungen bzw. Auf-gabengebiete, welche sich aus dem Kindschaftsrechtsreform-gesetz von 1998 ergeben haben, in der Praxis der Jugendhil-fe – und auch der benachbarten Disziplinen (richter, Anwälte) – umgesetzt werden, wurde in der Zeit IX/2003 bis IV/2006 am Fachbereich Sozialpädagogik unter Leitung von Prof. Dr. paed. habil. phil. Bernd Seidenstücker in Kooperation mit dem Lehr-stuhlinhaber für Sozial- und Zivilrecht, Prof. Dr. jur. Johannes Münder (Technische universität Berlin), unter Mitarbeit von Ass. jur. Britta Tammen (h_da) und Dr. phil. Barbara Mutke (TuB) und Beteilung von Studierenden der Sozialpädagogik beider Hochschulen durchgeführt. es befasste sich schwer-punktmäßig mit den veränderten regelungen des umgangs-rechts, der Verfahrenspflegschaft, der Beistandschaft und den erweiterten Beratungsleistungen im rahmen des SGB VIII. Methodologisch war die vorliegende untersuchung als ein in-terdisziplinäres Praxisforschungsprojekt angelegt, welches empirische erkenntnisse über den aktuellen Stand der um-setzung des Kindschaftsreformgesetzes hinsichtlich bedeut-samer Inhalte der Jugendhilfepraxis (und der Gerichtspraxis) erfasst, um daraus erkenntnisse zu formulieren, die rückü-bertragungen für die Praxis ermö­glichen und ggf. impulsge-bend für die Gesetzgebung sein kö­nnen. Forschungsmethodisch entschied sich das Forschungsteam für ein 3-schrittiges Vorgehen: Zunächst wurde als Basis für die quantitativen und qualitativen Forschungsmethoden eine Analyse der aktuellen Fachliteratur und der Kinder- und Ju-gendhilfestatistik vorgenommen. Dann folgte im zweiten Schritt eine standardisierte bundesweite Befragung von Fachkräften in Jugendämtern. Dabei wurde das Team durch das CCS0r der Hochschule Darmstadt, namentlich Dr. Sanns, beraten. Im letzten qualitativen Modul schließlich wurde eine qualitative muliprofessionelle Fachkräftebefragung durchgeführt, im rahmen derer Fachkräfte von Jugendämtern und Fachkräfte von freien Trägern (Beratungsstellen usw.) sowie Familien-richter, -anwälte und Verfahrenspfleger befragt wurden.

zentrale ergebnisseDie Ziele der Kindschaftsrechtsreform, die elterliche Autono-mie zu erhö­hen und die Subjektstellung des Kindes (die rechte des Kindes) zu stärken, sind – aufs Ganze gesehen – mit Le-ben erfüllt worden. Dazu hat das fachliche Handeln der Pro-fessionellen einen wichtigen Beitrag geleistet. Stärker noch,

als strukturelle Bedingungen wirken sich auf die Arbeitswei-se der Fachkräfte deren jeweiligen Überzeugungen (persö­nli-chen einstellungen und fachlichen Positionen/Haltungen) aus, so dass ihrer Fort- und Weiterbildung eine zentrale rolle zu-kommt.Indizien dafür, dass sich die elterliche Autonomie erhö­ht hat, sind die kontinuierlich steigende Zahl von gemeinsamen Sor-geerklärungen, die Beibehaltung der gemeinsamen Sorge nach Trennung und Scheidung als regelfall, die erhö­hte Inan-spruchnahme von umgangsvermittlungen bzw. umgangsbe-gleitungen, die souveräne Inanspruchnahme der freiwilligen Beistandschaft usw. Diese entwicklungen liegen – bei aller not-wendigen Differenzierung – in der regel im Interesse der Kin-der. eltern nutzen die neuen (erweiterten) rechtlichen Mö­glich-keiten, die ihnen mit dem Kindschaftsrechtsreformgesetz ein- geräumt wurden, einschließlich der neu vorgehaltenen sozialen Dienstleistungen, die damit flankierend den Kindesinteressen dienen. Mittelbar werden dadurch auch die rechte der Kinder ge-stärkt, da nunmehr in erhö­htem Maße beide elternteile, un-abhängig in welcher rechtsform sie zueinander stehen, für sie Verantwortung übernehmen (gemeinsame elterliche Sorge, umgangsmodalitäten usw.) – wenngleich auch hier eine rei-he ungelö­ster (nicht selten in der Persö­nlichkeitsstruktur der jeweiligen eltern(-teile) liegende) schwer auflö­sbare Konflikte unverkennbar bleiben.Die einführung der Verfahrenspflegschaft („Anwalt des Kin-des“) hat prinzipiell zur Stärkung von Kindesinteressen gemäß den Gesetzesintentionen beigetragen. Allerdings ist in der Praxis ihre originäre fachliche einbettung im ensemble der etablierten Professionen gegenwärtig noch nicht abschließend erkennbar. Bezogen auf die unmittelbar eigenen Ansprüche der Kinder und Jugendlichen (so auf Beratung), welche durch die reformierung befö­rdert werden sollten (Subjektstellung), besteht in der Jugendhilfepraxis und bei den Familiengerich-ten jedoch noch ein erheblicher entwicklungsbedarf.Die ergebnisse wurden auf Tagungen, so auch in Südhessen, mit einschlägigen Fachkräften debattiert und erkenntnisse zur Verfahrenspflegschaft flossen in eine einschlägige Gesetzes-novellierung der Bundesregierung ein. Die Publikation zur Lite-raturauswertung erfolgte bereits 2004 nach Abschluss dieses Forschungsschrittes und der (bearbeitete) Forschungsbericht wird Anfang 2007 im reinhardt-Verlag München publiziert.

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die Fortentwicklung der jugend-hilFe-PrAxis zum kindschAFtsrecht – ein ForschungsProjekt1 im AuFtrAg des bundesjugendministeriums1 Das Projekt wurde aus Mitteln des BMFSFJ sowie der Bundesländer Bayern, Baden-Württemberg, Brandenburg, Niedersachsen, NrW, rheinland-Pfalz, Sachsen-Anhalt, Schleswig-Holstein und der Hochschule Darmstadt gefö­rdert.

autor •Prof. Dr. Bernd Seidenstücker Fachbereich sozialpädagogik

Projektberichte

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1 • ZusammenfassungDie Hessen Agentur bietet einen Service für hessische Um-welttechnologieunternehmen an; mit diesem „Innovationsra-dar Umweltrecht“ können sie sich über Marktchancen infor-mieren, die sich durch neue Gesetze und Verordnungen im Umweltbereich ergeben. Neben dem Hauptprodukt, der detail-lierten Beschreibung der Rechtsakte in einem Datensatz, wer-den noch eine Schnellübersicht (Umweltrechtsfahrplan) sowie ausführliche Artikel zu verschiedenen Themen erstellt und veröffentlicht. Die Nutzer schätzen den Innovationsradar über-wiegend positiv ein und lassen eine hohe Kooperationsbereit-schaft erkennen.

2 • Auftraggeber und KooperationspartnerDie Sonderforschungsgruppe Institutionenanalyse (sofia) an der Hochschule Darmstadt bearbeitet diesen Informations-dienst in Kooperation mit dem Rechtsanwaltsbüro Dr. Rack, Umweltrechtsreport Frankfurt am Main und dem „Institute for Environmental Studies and Applied Research“ (IESAR), FH Bingen. Auftraggeber ist die Hessen Agentur GmbH, die das Projekt im Rahmen der „Aktionslinie hessen-umwelttech“ des Hessi-schen Wirtschaftsministeriums initiiert und 2003 auf den Weg gebracht hat.

3 • Inhalt des Projekts3.1 Recht schafft MärkteBei der Wirtschaft stoßen neue umweltrechtliche Vorschriften meist auf wenig Begeisterung. Allenthalben liest man von bürokratischem Aufwand und sonstigen Belastungen, die da-mit einhergehen. Dabei tritt in den Hintergrund, dass mit neu-en Vorschriften häufig auch neue ökonomische Chancen ver-bunden sind. Für eine Vielzahl hessischer Betriebe – vom Handwerksmeister über den Mittelständler bis hin zum Groß-unternehmen – stellt sich daher jeweils erneut die Frage, wie sie sich auf ein neues Regelwerk vorbereiten können, welches Potential für die Unternehmen in diesen Regelungen verbor-gen ist.

3.2 Früherkennungssystem für Umwelttechnologie-Entwickler Wer von den neu eröffneten Möglichkeiten profitieren will, muss sich rechtzeitig darauf vorbereiten (first mover advantage). Esgilt, neue Regelungen in den Blick zu nehmen, die sich am po-litischen Horizont abzeichnen oder sich gerade im Gesetzge-bungsverfahren befinden. Dies ist gerade für kleinere Unter-nehmen, wie sie vielfach im Bereich der Umwelttechnologie zu finden sind, nicht einfach. Daher hat die Hessen Agentur für die Aktionslinie hessen-umwelttech des Hessischen Ministeriums

INNOVATIONSRADAR UMWELTRECHTAutor •Karsten Barginda Sonderforschung Institutionenanalyse – sofiaFachbereich Sozial- und Kulturwissenschaften

Energie und Klima

Lu� / Industrieanlagen

Wasser

Abfall / Bodenschutz / Altlasten

Europäisches Recht

Produkte

Nationales Recht

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Projektberichte

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„Innovationsradar“ durchgeführt. Durch einen Fragebogen wur-de bei den Firmen ermittelt, in welcher Form die Inhalte des „Innovationsradars umweltrecht“ bisher genutzt werden und welche zusätzlichen Inhalte und Formen der Aufbereitung ge-wünscht werden. Von 450 kontaktierten Firmen nahmen 40 an der Befragung teil, die Teilnahme war sowohl über das World Wide Web als auch per e-Mail mö­glich. es wurde offenkundig, dass das Angebot „Innovationsradar umweltrecht“ zwar noch nicht sehr bekannt ist, die Inhalte und die Aktualität der Informationen aber überwiegend positiv bewertet werden. Dieses positive echo gilt insbesondere für die frühzeitigen Hinweise auf rechtliche Neuerungen (60 % der Befragten), gefolgt von Hinweisen zu zukünftigen Geschäfts-feldern (37,5 %) und zukünftigen Marktpotentialen (32,5 %). Je häufiger das Angebot genutzt wurde, desto besser fiel auch die Beurteilung der Qualität aus. Fast ein Viertel der Teilnehmer trug eigene Wünsche zur Opti-mierung des Angebots des „Innovationsradars“ vor, was zum einen auf ein hohes Interesse an umweltrechtlichen entwick-lungen hinweist. Zum anderen deutet dies auch auf eine hohe Kooperationsbereitschaft der unternehmen hin, von denen eine hohe Anzahl per e-Mail über neue Gesetze und Verord-nungen informiert werden wollen.

5 • FazitDas „Innovationsradar umweltrecht“ schließt eine wesentliche Lücke bereits bestehender Informationsangebote. es verknüpft in innovativer Form die rechtsetzung verschiedener ebenen mit dem rückgrat der Wirtschaft, den kleinen und mittleren unternehmen. Nicht zuletzt durch die positive einschätzung der unternehmen wird das Projekt voraussichtlich auch über das Jahr 2007 hinaus weitergeführt.

literatur1 • Karsten Barginda; Jaqui Dopfer 2006: ergebnisse der Firmenbefragung zum „innovationsradar umweltrecht“. � • Dopfer, Jaqui 2006: Analyse des internetauftritts der hessenagentur unter besonderer Berücksichtigung des services „innovationsradar umweltrecht“.

links• http://www.sofia-darmstadt.de/• http://www.fh-bingen.de/iesAr.3516.0.html• http://www.umweltrechtsreport.de/• http://www.hessen-umwelttech.de/• http://www.wirtschaft.hessen.de/

für Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung mit dem „In-novationsradar umweltrecht“ einen neuen Service eingerich-tet. Dieser ist angelegt als Früherkennungssystem, das in den Segmenten energie, Luftreinhaltung, Abfall, Wasser, Chemie und Produkte über kommende umweltschutzvorschriften und deren mö­gliche Wirkungen für Anbieter innovativer Technolo-gien und Dienstleistungen informiert. erfasst werden von die-sem System die rechtsebenen der eG, des Bundes sowie der Bundesländer, insbesondere des Bundeslandes Hessen. Ziel ist die unterstützung kleiner und mittlerer unternehmen im umwelttechnologie- und umweltdienstleistungsbereich. Der-zeit gehen regelmäßig drei verschiedene Produkte aus dem Projekt hervor:

contentliste und DatensätzeDie neuesten rechtlichen entwicklungen werden regelmäßig erhoben und monatlich in einer Contentliste zusammenge-fasst. Sämtliche rechtsakte werden dahingehend überprüft, ob und in welcher Form eine ö­konomische Verwertbarkeit durch hessische umwelttechnologieanbieter gegeben ist. Die-ses Ausloten der Marktchancen bildet den Kern des „Innovati-onsradars umweltrecht“. Bei einer positiven Beurteilung wird für diese rechtsakte ein Datensatz erstellt, in dem die zentra-len Informationen zusammengefasst werden. Sowohl die ak-tuelle Contentliste als auch die Datensätze werden im Internet verö­ffentlicht und regelmäßig aktualisiert.

Beitrag in den „hessen-umwelttech nEWs“Quartalsweise wird ein als mit besonderen Marktchancen be-werteter rechtsakt detailliert beschrieben and analysiert. Diese Artikel werden in den „hessen-umwelttech NeWS“ verö­ffentli-cht. Zuletzt sind in diesem rahmen die Beiträge „Biokraftstof-fe – Treibstoffe der Zukunft“ sowie „Chancen für Softwareent-wickler und Provider durch elektronische Nachweisverfahren in der abfallrechtlichen Überwachung“ erschienen.

umweltrechtsfahrplaneine Zusammenfassung derjenigen rechtsakte, welche die grö­ßten Marktchancen erwarten lassen, werden ebenfalls quartalsweise in den „hessen-umwelttech NeWS“ verö­ffentli-cht. Dieser umweltrechtsfahrplan dient den unternehmen als schnelle Übersicht über jüngste entwicklungen im umwelt-recht. Die „hessen-umwelttech NeWS“ sind neben der abon-nierbaren Printversion auch als PDF-Datei über das Internet-angebot der Aktionslinie hessen-umwelttech zu beziehen.

4 • nutzung und beurteilung des FrüherkennungssystemsIm Januar 2006 wurde von sofia in Zusammenarbeit mit der Hessen Agentur unter anderem eine Analyse des Angebots

im StraßenverkehrIngenieur- und Lieferleistungen:

- Verkehrserhebungen- Verkehrsuntersuchungen, -konzepte- Planung von Systemen für den fließenden und

ruhenden Verkehr- Lieferung von Zählgeräten hc8®- Lieferung von Gewichtserfassungssystemen (WIM)- Lieferung von Überhöhendetektionssystemen

mittels Laser (SAM)

im FlughafenbereichLieferung von:

- Meßsysteme zur Überprüfung der Befeuerung (ORBENA®)- Reflektierende RUNWAY-Marker (Linlaner, RWM)- Glatteisfrühmeldesysteme- Kabelschacht - Überwachungsanlagen

Schuh & Co. GmbH Goethestr. 17 82110 GermeringTel.: +49 89 / 89 41 31 - 0 Fax: +49 89 / 84 02 226Internet: www.schuhco.de E-Mail: info@schuhco.de

Kompetenz

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Mit diesem Informationsinstrument ließe sich zugleich ein zen-traler Teil der „Produktverantwortung“, wie er dem Ansatz der „Integrierten Produktpolitik“ (IPP)4 der eG zugrundeliegt, besser umsetzen; nämlich die – auch von der Weee-richtlinie intendierte – rückwirkung der entsorgungsanforderungen auf die Produktentwicklung und Produktgestaltung (eco-Design )5. Gleichzeitig muss bei diesen Innovationen neben den tech-nischen und wirtschaftlichen Implikationen beachtet werden, dass kein gesellschaftlicher und ö­konomischer Missbrauch der weitergereichten Daten erfolgt. Damit ist ein interdisziplinärer Bearbeitungsrahmen für das Projekt eLVIeS aufgespannt.Das Projekt eLVIeS ist dabei nicht auf eine bestimmte tech-nische Lö­sung beschränkt; es entwickelt vielmehr technikun-abhängige Kriterien und will unterschiedliche technische Lö­-sungen im Hinblick auf diese Kriterien vergleichend gegenüber stellen. Den Ausgangspunkt der untersuchung bilden gesell-schaftliche Steuerungsziele. Da die entsprechenden Vorgaben darauf abzielen, Verhaltensänderungen zu erreichen, wählt das Forschungsvorhaben einen akteursbezogenen Ansatz und fragt nach dem Handlungsbeitrag der jeweiligen Akteure und dem dazu erforderlichen Informationsbedarf. eLVIeS ist ein Verbundprojekt der Hochschulen Darmstadt und Pforzheim sowie der Fachhochschule Bingen. Die Sonderfor-schungsgruppe Institutionenanalyse – sofia – an der Hochschu-le Darmstadt (Fachbereich SuK) bearbeitet vor allem akteur-spezifische Fragestellungen. In einer Befragung (Fragebogen und halbstandardisierte Interviews) werden Anreizmuster der beteiligten Akteursgruppen analysiert, z. B. Hersteller von elektrogeräten, Nutzer sowie einsammler und Verwerter von Altgeräten. Darüber hinaus werden die Mö­glichkeiten einer systematischen Verknüpfung des Informationssystems mit den Anforderungen des Arbeitschutzes bei recycling und ent-sorgung untersucht. Schließlich wird ermittelt, inwieweit die heute auf dem Markt befindlichen Produktkennzeichnungssys-teme für die ermittelten Anforderungen geeignet sind. Das IeSAr-Institut der FH Bingen bearbeitet Fragestellungen, die sich mit der Verwertungs- und entsorgungsphase, mit Wiederverwendung und reparatur sowie mit der Thematik der Produktprüfungen befassen. Diese Projekte verknüpfen sowohl technische als auch juristische Aspekte (z. B. Daten-schutz) mit den neuen Mö­glichkeiten der Produktinformation. Schwerpunkte der Arbeiten sind die ermittlung des Informati-onsbedarfs, den die einzelnen Akteure haben, und die Analyse des notwendigen Informationsflusses zwischen ihnen, aber auch die untersuchung der Hemmnisse, die zwischen den Ak-teuren bestehen kö­nnen.Das Institut für Angewandte Forschung (IAF) der Hochschule Pforzheim beschäftigt sich vor allem mit den Stoffströ­men, die bei der einsammlung von elektro- und elektronik-Altgeräten, deren teilweise Wiederverwendung, der Verwertung und der entsorgung der reststoffe entstehen. es bearbeitet darüber hinaus die logistischen Aspekte, die sich speziell in diesem Zusammenhang ergeben (effiziente „reverse Logistics“). Dar-über hinaus zielen die Arbeiten auf die Standardisierungen und Normensetzungen, die für eine mö­glichst effiziente um-setzung des elektroG erforderlich sind und untersucht die Frage, inwieweit und innerhalb welcher rahmenbedingungen

Stoffstromsysteme, wie sie bei der Altgeräte-rücknahme auf-treten, steuerbar sind.

Die für alle am Vorhaben beteiligten Teilprojekte relevanten Leitfragen lauten: • Welche Akteure verfügen über bzw. benö­tigen welche Informationen? • Wie sind diese zu verarbeiten, unter besonderer Berück- sichtigung der Schnittstellenprobleme? • Welche Konsequenzen hat das für die folgenden Ziele? Darüber hinaus ist bei der Bearbeitung aller Teilprojekte eine reihe von Querschnittsfragen im Blick zu behalten: • effizienz der Gestaltungsoptionen (Nutzen-Kosten-Analyse) • Datenschutz/Datensicherheit • Herstellerinteressen an der Vermarktung bzw. Marktkontrolle • Transfer-Mö­glichkeiten hinsichtlich europäischer Standards

Im Forschungsverbund wird ein intensiver Austausch von In-formationen und Arbeitsansätzen gepflegt und im Besonderen wird die unterschiedliche Sicht auf diese Querschnittsfragen diskutiert. Das Projekt wird von einem Beirat begleitet, dem Wissen-schaftler sowie Vertreter von Firmen, Behö­rden und Verbän-den angehö­ren. Das Projekt eLVIeS wird gefö­rdert durch das BMBF im rahmen des Programms FH³ und läuft noch bis März 2008. Ansprech-partner in der Hochschule Darmstadt ist Prof. Dr. Martin Führ. Weitere Informationen gibt es unter www.elvies.de.

literatur1 • Weee = Directive on Waste electrical and electronic equipment (richtlinie über elektro- und elektronik- Altgeräte 2002/96/eG vom 27. Januar 2003, ABl. 2003, nr. L 27/34). � • elektroG – Gesetz über das inverkehrbringen, die rück- nahme und die umweltgerechte entsorgung von elektro- und elektronikgeräten vom 16. 03 .2005. � • rohs = Directive on the restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment (richtlinie zur Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher stoffe in elektro- und elektro- nikgeräten 2002/95/eG vom 27. Januar 2003, ABl. 2003, nr. L37/19). � • siehe dazu die informationen der europäischen Kommis- sion unter http://europa.eu.int/comm/environment/ipp/ home.htm sowie die Beiträge in Führ 2000: stoffstrom- steuerung durch Produktregulierung. 5 • „Öko-Design-richtlinie“ 2005/32/eG vom 06. 07. 2005, ABl. 2005, nr. L 191/29; zu den damit verbundenen „Markt- chancen“ siehe Barginda, in: innovationsradar-umwelt- recht unter www.hessen-umwelttech.de (www.umwelt- rechtsreport.de/news/DAtA_20929.htm).

Projektberichte

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Die übergreifende Fragestellung des Projektverbundes lautet: Welche Anforderungen in ö­konomischer, technischer, infor-matorischer und rechtlicher Hinsicht müssen Produktkenn-zeichnungssysteme für eine effizienzoptimierte Gestaltung von Logistik, rücknahme, recycling und entsorgung erfüllen? Wel-chen Beitrag kö­nnen „Smart-Labels“ (in Verknüpfung mit ent-sprechenden Hintergrund-Systemen) dazu leisten? Zur umsetzung der im Jahr 2003 verabschiedeten Weee-richt-linie der eG1 gilt in Deutschland das elektro- und elektronik-gerätegesetz2. es verpflichtet die Hersteller, elektrisch betrie-bene Geräte aller Art kostenlos zurückzunehmen. Gleichzeitig müssen die Hersteller eine ordnungsgerechte und hochwer-tige Verwertung der Altgeräte garantieren. Hierzu liegen nach 10 Gerätekategorien unterschiedene Verwertungsquoten vor. Außerdem treten mit der roHS-Direktive3 neue Vorschriften über den einsatz von Problemstoffen in elektro- und elektro-nikneugeräten in Kraft. Die Industrie ist somit nicht nur Träger der Kosten von rück-nahme und entsorgung der Altgeräte, sondern auch für die Durchführung der notwendigen Maßnahmen zuständig. Zu die-sem Zweck haben 30 Hersteller und Verbände die „Stiftung elektro-Altgeräte register – eAr“ ins Leben gerufen. Für die Gesellschaft bedeuten diese Aktivitäten einen wichtigen Bei-trag zur realisierung der Vision einer Kreislaufwirtschaft. Für die elektro- und elektronikindustrie ist dadurch allerdings ein zusätzlicher Aufwand erforderlich, der ihre Wettbewerbsfä-

higkeit beeinflusst. Deshalb hat sie ein Interesse daran, die Logistik und Verwertung der Altgeräte mö­glichst kostengüns-tig unter einhaltung der relevanten Vorschriften durchzufüh-ren. Das Zusammenführen von regionalen Teilströ­men an elektroschrott, das Sortieren und Klassifizieren der Geräte, die Schadstoff-entfrachtung und Verwertung von Komponen-ten oder Wertstoffen erfordern ein umfangreiches System, in dem wichtige Informationen längs der entsorgungskette zu-verlässig weitergereicht und immer wieder ausgewertet wer-den müssen, z. B. über den Gerätetyp, Schadstoffgehalt, De-montage- und Verwertungsoptionen usw. Die elektro- und elektronikschrottbeseitigung kann damit zu-gleich als interessantes Fallbeispiel für den einsatz neuer, in-telligenter und dauerhafter Produktlabels dienen, die nicht nur zur Kaufentscheidung, sondern auch zum weiteren umgang mit den Produkten im folgenden Lebensweg – insbesondere in der entsorgung – dienen. Diese Fragestellung ist typisch für Kreislaufsysteme: Wie kö­nnen Informationen über die Zusam-mensetzung, Beschaffenheit, ö­kologische risiken und Her-kunft eines Produktes längs des Produktlebensweges trans-portiert werden, dabei über Jahre und teilweise Jahrzehnte verfügbar bleiben? Wenn dies gelingt, ließe sich die entsor-gung unter ö­kologischen und ö­konomischen Kriterien effektiv und effizient durchführen und Auflagen der staatlichen rah-menordnung, einschließlich solcher des Gefahrstoff- und Ar-beitsschutzrechts, erfüllen.

elVies-ForschungsVerbund: eFFiziente logistik und Verwertung durch den integrierten einsAtz Von smArtlAbels im elektro- und elektronikschrott

autor •Dr.-Ing. Georg Cichorowskisonderforschung institutionenanalyse – sofiaFachbereich sozial- und Kulturwissenschaften

Querschnitt 21

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3 • Vorbereitung des Forschungsprojekts „kommentierte kritische edition der briefe von und an Frank wedekind als internetgängige datenbank auf der basis langzeitig ver-fügbarer datenstandards“Das von Prof. Dr. ulrike Steierwald (Fachbereich Informations- und Wissensmanagement) und Prof. Dr. Hartmut Vinçon (Fach-bereich Sozial- und Kulturwissenschaften, editions- und For-schungsstelle Frank Wedekind der Hochschule Darmstadt) geplante Forschungsprojekt setzt sich zum Ziel, die erste kri-tische Online-Briefedition eines deutschsprachigen Schrift-stellers zu realisieren. Die einmaligkeit dieses Projektes liegt darin begründet, dass die Datenbank einerseits nicht ein fer-tiges Print-Produkt in die online-Version „übersetzt“, anderer-seits als digital born document auf eine bereits geleistete phi-lologische Vorarbeit zugreifen kann. Die Programmierung kann daher die spezifischen Anforderungen der edition be-rücksichtigen und auf den philologischen Vorgaben aufbauen. Mit der erarbeitung der Grundlagen für die Brief-edition wurde bereits im rahmen der Vorbereitung der „Kritischen Studien-ausgabe der Werke Frank Wedekinds“ begonnen. 80% der bis-lang nachgewiesenen Brief-Materialien sind durch die edi-tions- und Forschungsstelle Frank Wedekind archivalisch er- fasst, transkribiert und für eine mö­gliche Präsentation vor- geordnet worden. ein Großteil der gesamten Nachlassbestän- de in München (Stadtbibliothek/Monacensia) und Aarau (Kan- tonsbibliothek) liegt der Darmstädter Forschungsstelle in Form von Kopien (Xerox bzw. Mikrofilm) vor, darunter komplett die Briefhandschriften, einschließlich bisher gesperrter Brief-wechsel.Die Übersetzung der Brief-editionsrichtlinien in ein entspre-chendes Datenmodell soll auch Standards für zukünftige edi-tionsprojekte entwickeln. recherche und Nutzung über das Internet werden den ca. 3.300 Dokumente umfassenden kul-turgeschichtlich relevanten Briefwechsel in zahlreichen neuen Kontexten erschließen. Die historisch-kritische Briefedition als Datenbank (unter einschluss von Faksimiles) ermö­glicht den chronologischen Zugriff sowie Zugriff auf zahlreiche As-pekte des kritischen Kommentars (Überlieferung, erläute-rungen, Kurzbiografien der Adressaten, Verzeichnisse: emp-fänger, genannte Personen, Werke, Aufführungen, Orte, etc.).

Die Verzeichnisse/Thesauri sollen durch eine Verknüp-fung von Normdatensätzen eine grö­ßtmö­gliche Disambi-guierung erreichen. Vielfältige Suchfunktionen machen z. B. den gezielten Zugriff auf Briefkonvolute, sortiert nach empfängern, entstehungsorten, erwähnten Werken etc., mö­glich. Kurzbiografien der Adressaten, Sekundärlitera-tur und Wortkonkordanzen sind aus den Volltexten aufruf-bar.Das Datenbank-Projekt wird den Briefwechsel als inte-griertes Informationssystem auf der Basis moderner Da-tenstandards über das Internet international verfügbar machen. Als langzeitig verfügbare digitale Quelle wird die Datenbank unter Berücksichtigung der Standards von OAIS (Open Archive Information System) und TeI (Text en-coding Initiative) entwickelt. Das integrierte System bietet entsprechend getrennte Funktionsmodule der Bearbei-tung/eingabe, Metadatenverwaltung, Objektspeicherung und Bereitstellung/Darstellung. Die Modularisierung ge-währleistet eine nachhaltige Wartbarkeit. Auf die Wieder-verwendbarkeit (reuseability) der einzelnen Funktionsmo-dule für weitergehende Projekte wird in der entwicklung großer Wert gelegt. Die Import-/export-Schnittstelle un-terstützt mehrere Standardformate und garantiert damit eine flexible Verwertbarkeit der Daten. Diese Flexibilität, die bei Bedarf zu einer Konvertierung in Sekundärmedien (offline, print, Mikrofiche) führen kann, findet bereits bei der Programmierung Berücksichtigung.

kurzmeldungenMirko Nottscheid (universität Hamburg) hat seine Disser-tation über den „Briefwechsel Karl Kraus – Frank Wede-kind“ ende 2006 abgeschlossen. Das Projekt wurde von der editions- und Forschungsstelle Frank Wedekind bera-tend begleitet. – Außerdem erhielten wir wie immer zahl-reiche Anfragen zum Werk Wedekinds von Theaterinstitu-ten, Magister-Kandidaten und Doktoranden. Wie jedes Jahr wurden erneut bislang unbekannte Briefe von Frank Wedekind entdeckt und von den Bibliotheken, den privaten eigentümern oder den Autographen-Händlern der Forschungsstelle in Kopie zur Verfügung gestellt.

Projektberichte

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1 • edition der kritischen studienausgabe der werke Frank wedekinds (dFg-Projekt)Band 1 mit den Gedichten und Liedern, hg. von Dr. elke Auster-mühl und Friederike Becker, umfasst vier Teilbände von jeweils ca. 1200 Druckseiten. Die letzten Fahnenkorrekturen wurden in 2006 abgeschlossen. Die Bände erscheinen im Verlag Häus-ser-Media, Darmstadt, Anfang des Jahres 2007. Für die Publi-kation dieses Bandes bewilligte die Deutsche Forschungsge-meinschaft einen Druckkostenzuschuss in Hö­he von 60.000 €. Außerdem wurde die Herausgabe des Bandes durch einen Zu-schuss der Aargauer Kantonsregierung unterstützt. Für Band 5 (hg. v. Prof. Dr. Jö­rg Schö­nert und Prof. Dr. Hartmut Vinçon), enthaltend die erzählungen und die Kritischen Schrif-ten Wedekinds, wurden zur edition die erzählungen kritisch vorbereitet und deren erläuterungen in Kooperation mit Prof. Dr. Jö­rg Schö­nert (universität Hamburg) entwickelt. Vorberei-tet für die edition werden in 2007 die umfangreichen Kritischen Schriften einschließlich der Tagebücher. Für Band � (hg. v. Dr. Mathias Baum und Prof. Dr. Hartmut Vinçon), enthaltend Wedekinds Dramen 1906 – 1909, bewilligte die Deutsche Forschungsgemeinschaft einen Druckkostenzu-schuss in Hö­he von 15.000 €. Das Manuskript umfasst ca. 1200 Seiten und ging im April 2006 in die Herstellung. Die letzten Fahnenkorrekturen wurden in 2006 abgeschlossen. Der Band erscheint im Verlag Häusser-Media, Darmstadt.Band 7 (hg. v. Dr. elke Austermühl), enthaltend Wedekinds Dramen zwischen 1910 – 1912, wurde ende 2006 im Manuskript, Texte und Kommentare, abgeschlossen. Der Band geht vor-aussichtlich Mitte des Jahres 2007 – vorbehaltlich eines Druck-kostenzuschusses der DFG – in die Herstellung.

2 • Forschungsprojekt „edition des briefwechsels zwischen tilly und Frank wedekind“Für das von Dr. Sigrid Dreiseitel und Prof. Dr. Hartmut Vin-çon beantragte und bewilligte Forschungsprojekt (Drittmit-tel in Hö­he von rund 31.000 € für die Bewirtschaftung einer ½ BAT IIa-Stelle bewilligte die Fritz Thyssen-Stiftung, Kö­ln) sind die Transkriptionen der handschriftlich vorliegenden 640 Briefschaften an den Originalen kritisch überprüft und für die eingabe in eine Datenbank vorbereitet worden. Für die in 2008 geplante Buchausgabe wurde mit der erarbeitung eines Stel-lenkommentars (editorische Hinweise, personen- und sach-bezogene erläuterungen zu den einzelnen Briefen, register) begonnen.

die ProjektgruPPe „wedekind“ beArbeitete 2006 drei Arbeits- und ForschungsschwerPunkteautoren •ulrike Steierwald und Hartmut Vinçon editions- und Forschungsstelle Frank Wedekind der hochschule DarmstadtFachbereich sozial- und Kulturwissenschaften

Querschnitt 21

unternehmens als Arbeitgeber hat. Das unternehmen profi-liert sich als Arbeitgeber in der Wahrnehmung seiner Beschäf-tigten und potenzieller Bewerber. Je nach Ausrichtung und Zielgruppe kann employer Branding sich auf zwei Betrachtungsfelder beziehen: die nach außen ge-wandte recruitment Brand und die nach innen gerichtete In-ternal Brand (Abbildung 2).eine stärkere Motivation und Bindung der Mitarbeiter kann nur dann erreicht werden, wenn die recruitment Brand und die Internal Brand konsistent sind. Denn nur Werte, die im un-ternehmen tatsächlich gelebt werden, kö­nnen wirksam und glaubhaft nach außen kommuniziert werden, um damit dem Ziel näher zu kommen, den richtigen Bewerber zu finden, ein-zustellen und an sich zu binden.

zielsetzung des ForschungsprojektsDas fokussierte Forschungsfeld wurde bislang nicht in der notwendigen Breite und Tiefe bearbeitet. Dies gilt sowohl für die vorhandene Forschung im Bereich des employer Branding, das Bewusstsein der unternehmen in Bezug auf den sich ver-schärfenden engpass auf dem Arbeitsmarkt als auch auf das Zusammenspiel von unternehmen, Stadt/region und Wirt-schaftsfö­rderung/Industrie- und Handelskammer.Ziel und Inhalt des Forschungsprojekts „Die Bedeutung von Arbeitgebermarke und Standortattraktivität als Determinan-ten der Arbeitgeberwahl von Hochschulabsolventen“, das seit September 2006 an der Hochschule Darmstadt durchgeführt wird, ist daher die theoretische und empirische Aufarbeitung des Forschungsdefizits unter Berücksichtigung der Theorien des Corporate Branding und der identitätsorientierten Mar-kenführung. Durch die untersuchung von Determinanten der Arbeitgeberwahl unter einbeziehung der Standortattraktivität und der Arbeitgebermarke soll eine Grundlage zur erarbeitung eines Konzepts zur entwicklung von employer Branding- und Standortmarketing-Strategien geschaffen werden. Im geplanten Projekt liegt der Fokus der Analyse auf der aus unternehmenssicht „externen, bewerberorientierten Perspek- tive“ des employer Branding. Ziel ist es zunächst, das Forschungs-

feld mittels Literatursichtung zu strukturieren und aufzuar-beiten. ein besonderes Augenmerk gilt der Beurteilung der Bedeutung der Attraktivität des Standorts des potenziellen Ar-beitgebers. Im rahmen des Projekts soll Darmstadt exem-plarisch bezüglich der Standortattraktivität betrachtet werden. Hierzu erfolgt auch eine Metaanalyse bereits vorliegender Stu-dien zur Attraktivität von regionen/Städten und die Durchfüh-rung von expertengesprächen mit Stadt, IHK und unterneh-men aus der region. Auf der Basis von Interviews mit Studierenden sollen dann in einem weiteren Schritt mö­gliche entscheidungskriterien der Arbeitgeberwahl erfasst und die Determinanten der Wahl ei-nes potenziellen Arbeitgebers und die Determinanten einer employer Brand aus Sicht von Studierenden, den potenziellen hochqualifizierten Nachwuchskräften, identifiziert werden. In der Auswertungs- und Analysephase gilt es schließlich, die bestimmten Determinanten der Arbeitgeberwahl entspre-chend ihrer relevanz im entscheidungsprozess einzuordnen. Abschließend werden Handlungsempfehlungen für unterneh-men bei der entwicklung einer employer Branding Strategie sowie Handlungsempfehlungen für Städte/regionen bei der Gestaltung des Standortmarketings vor dem Hintergrund der Attraktivität für potenzielle Arbeitnehmer abgeleitet und so ein Konzept zur Generierung von employer Branding- und Stand-ortmarketing-Strategien entwickelt (Abbildung 3).Die in dem Projekt angestrebten ergebnisse bilden sowohl die konzeptionelle Grundlage für eine quantitative Folgestudie als auch die Basis für mö­gliche zukünftige Kooperationen mit un-ternehmen im raum Darmstadt, die an der erarbeitung einer individuellen employer Branding Strategie interessiert sind. Darüber hinaus ist die Fö­rderung der Vernetzung von unter-nehmen, Stadt, Industrie- und Handelskammer und h_da Ziel der Studie.Das Projekt der h_da wird durch die Stadt Darmstadt, die In-dustrie- und Handelskammer Darmstadt, die Merck KgaA und die T-Online International AG als Kooperationspartner unter-stützt.

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Abbildung 1 • employer Branding – Schnittstelle zwischen Personalwesen und Marketing

Abbildung 2 • Die Betrachtungsfelder des employer Branding

Recruitment BrandExterne bewerbeorientierte Perspektive (potenzielle Mitarbeiter)

Internal BrandInterne mitarbeiterorientierte Perspektive(aktuelle Mitarbeiter)

Employer Branding

Projektberichte

Employer BrandingMarketing Personalwesen

die gewinnung von qualifizierten mitarbeitern als zukünftiger erfolgsfaktorZunehmende Wettbewerbsdynamik, die konjunkturelle Situ-ation sowie die demographische entwicklung in Deutschland stellen unternehmen in immer stärkerem Maße vor die Her-ausforderung, hochqualifizierte Nachwuchskräfte in ausrei-chender Zahl für sich zu gewinnen und längerfristig an sich zu binden. Mitarbeiter und Management spielen bei der erlan-gung von Wettbewerbsvorteilen, die die Grundlage für den lang-fristigen unternehmenserfolg darstellen, daher eine immer grö­ßere rolle. Nur unternehmen, die mit hervorragend aus-gebildeten Fach- und Führungskräften arbeiten, kö­nnen lang-fristig im Wettbewerb bestehen.um dem sich verschärfenden Nachfrageüberschuss auf Ar-beitgeberseite zu begegnen, bedienen sich immer mehr Per-sonalverantwortliche der Mittel und Methoden des Marketing. Ziel ist es, dem eigenen unternehmen ein trennscharfes Profil und eine klare Positionierung zu verschaffen, die relevanten Zielgruppen der personalpolitischen Aktivitäten zu bestimmen und diese mit abgestimmten Maßnahmen anzusprechen. In diesem Kontext gewinnt employer Branding, d. h. der Aufbau und die Führung einer für die Zielgruppe attraktiven Arbeitge-bermarke, zunehmend an Bedeutung. unternehmen beschäf-tigen sich deshalb mit der Frage, wie sie sich vom „normalen“, durchschnittlichen Arbeitgeber zum „employer of Choice“, zum Wunscharbeitgeber in der Zielgruppe, entwickeln kö­nnen.Neben der Arbeitgebermarke spielt auch die Standortattrakti-vität eine wichtige rolle im Prozess der entscheidungsfindung für oder gegen einen Arbeitgeber. Nicht nur für unternehmen, auch für Städte und regionen wird es zunehmend wichtiger, sich im Kopf von Hochschulabsolventen mit einem positiven Image zu verankern. um die Wirtschaftskraft einer region zu stärken, ist es daher notwendig, dass unternehmen, Stadt-marketing, Wirtschaftsfö­rderung und Industrie- und Handels-kammern eng zusammenarbeiten.

employer branding – das konzept der ArbeitgebermarkeDas Konzept der Arbeitgebermarke ist Gegenstand eines neu-en Forschungsbereichs, der in der Literatur als „employer Branding“ bezeichnet wird. er bewegt sich an der Schnittstelle zwischen zwei Disziplinen: dem Personalwesen und dem Mar-keting (Abbildung 1).unter employer versteht man in diesem Kontext den Arbeit-geber, und der Begriff Branding bezeichnet die Markierung im Sinne des Marketing. Branding geht auf den Begriff „Brand“ zurück, welcher mit „Marke“ ins Deutsche übersetzt werden kann. eine Marke ist eine im Bewusstsein des Kunden veran-kerte Vorstellung, die das Angebot eines unternehmens von dem der Mitbewerber abhebt. Je nach Blickwinkel des Be-trachters unterscheiden sich die Funktionen einer Marke. Für die in vielen Branchen funktional relativ ähnlichen Produkte und Dienstleistungen kann eine starke Marke ein wichtiger An-satzpunkt zur Differenzierung vom Wettbewerb sein.Lange Zeit war der Begriff der Marke ausschließlich für Pro-dukte von Markenartikel herstellenden unternehmen besetzt. er wurde mit Merkmalen wie gleichbleibender und hoher Pro-duktqualität, Innovationskraft, ubiquität, intensiven Werbeaus-gaben und einem hohen Bekanntheitsgrad verbunden. Heute dominiert hingegen eine Betrachtung aus Kundensicht, bei der zum Beispiel die Garantieleistung mit dem Ziel der risikomi-nimierung und damit dem Abbau von Kaufwiderständen sowie die Schaffung von Präferenzen im Vordergrund stehen. Die skizzierte Sichtweise des Markenbegriffs zeigt bereits, dass dieser heute nicht mehr nur im Sinne von Herstellermar-ken verwendet wird, sondern auch auf andere Bereiche aus-geweitet werden kann. Analog zu dem oben dargestellten Begriff des Branding im Produktbereich versteht man unter einer employer Brand (Ar-beitgeber-Marke) das in den Kö­pfen der potenziellen, aktuellen und ehemaligen Mitarbeiter fest verankerte, unverwechsel-bare Vorstellungsbild von einem unternehmen als Arbeitge-ber. employer Branding bezeichnet damit die strategische und operative Führung der Arbeitgebermarke, die positive Auswir-kungen auf die Bekanntheit, das Image und die Attraktivität des

die bedeutung Von ArbeitgebermArke und stAndortAttrAktiVität Als determinAnten der ArbeitgeberwAhl Von hochschulAbsolVenten

autoren •Prof. Dr. ralf Schellhase Dipl.-Kffr. Birgit Franken Dipl. Media System Designerin Lena WeickFachbereich Wirtschaft

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Querschnitt 21

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Die vierte deutsche Auflage des führenden Standardwerkes im Marketing von Philip Kotler et al., Grundlagen des Marke-ting, stammt aus der Feder von Mitarbeitern der Hochschule Darmstadt.ein erster Kontakt zwischen Prof. Dr. ralf Schellhase, Fachbe-reich Wirtschaft, und dem Verlag Pearson Studium, München, kam 2005 auf dem World Marketing Congress der Academy of Marketing Science zustande, den Prof. Schellhase als Pro-gram Chair mitgestaltete. ende letzten Jahres trat der Verlag mit einem konkreten Wunsch an den Hochschullehrer heran. Gesucht wurde ein Autor für die vierte deutsche Auflage des Marketing-Lehrbuchs von Philip Kotler et al., Grundlagen des Marketing. Aufgrund seines durch weltweite Publikations- und Vortragsaktivitäten erlangten wissenschaftlichen renommees hat sich das Autorenteam für den Darmstädter Marketing-Vertreter als Bearbeiter der aktuellen deutschen Auflage des Lehrbuchs entschieden. eine solche Herausforderung und Chance lässt man sich als ambitionierter Hochschullehrer na-türlich nicht entgehen und so konnte ende des letzten Jahres die Kooperation für das Buchprojekt vereinbart werden.Für die Bearbeitung des umfassenden Projekts wurde ein zeit-weise bis zu 10 MitarbeiterInnen umfassendes Team zusam-mengestellt. Neben seiner wissenschaftlichen Mitarbeiterin, Dipl.-Kffr. Birgit Franken, die als Co-Bearbeiterin fungiert, wa-ren eine weitere Mitarbeiterin und mehrere studentische Hilfs-kräfte für recherchearbeiten etc. mit im Boot. Das Lehrbuch

wurde sprachlich und inhaltlich grundlegend überarbeitet und bietet wesentliche Verbesserungen in Bezug auf Perspektive, Aufbau, Inhalt und Gestaltung. Zudem trägt es der wachsen-den Internationalisierung europäischer unternehmen und der zunehmenden Globalisierung durch die Integration neuer Bei-spiele und Fallstudien aus europa, den uSA, Japan und Südost-asien rechnung.Nach einem guten halben Jahr konnte das im wahrsten Sinne des Wortes „vielseitige“ Projekt abgeschlossen und über 1.100 Seiten dem Verlag zur Verfügung gestellt werden. Nach Kor-rektur der Satzfahnen ging das Buch in den Druck und ist da-mit rechtzeitig zur Frankfurter Buchmesse und zum Winterse-mester 2006/07 verfügbar.Der leicht lesbare Bestseller führt in die Thematik ein und richtet sich in erster Linie an Studierende der Betriebswirt-schaftslehre. Auch Praktiker profitieren in hohem Maße von der anwendungs- und managementorientierten Ausrichtung des Buches. Außerdem vermittelt es all denen, die immer schon einmal wissen wollten, was Marketing wirklich bedeutet, ei-nen grundlegenden Überblick – und zeigt, dass Marketing weit mehr ist als Werbung. Das breite Spektrum an Beispielen und Fallstudien aus unterschiedlichen Branchen – sogar das Leitbild der Hochschule Darmstadt wird im Vergleich zu dem von Siemens beleuchtet – erleichtert auch Vertretern anderer Fachrichtungen den einstieg in das Marketing.

mitArbeiter der hochschule dArmstAdt schreiben deutsche Version des weltweit meistVerkAuFten mArketing-lehrbuchs

autoren •Prof. Dr. ralf Schellhase Dipl.-Kffr. Birgit FrankenFachbereich Wirtschaft

Projektberichte

literatur• Balderjahn, i. (2000): standort-Marketing, stuttgart 2000. • hein, von, J. (2004): Personalmarketing, München 2004. • Petkovic, M. (2004): Geschickte Markenpolitik, in: Personal, nr. 4 (2004), s. 6–9. • ritterhoff, K. (2004): Positives Arbeitgeberimage durch Per- sonal-Pr, in: Personalwirtschaft, heft 01 (2004), s. 43–46. • thiele, A., eggers, B. (1999): innovatives Personalmarketing für high Potentials, Göttingen 1999. • Werner, A. (2005): Personalmarketing, sternenfels 2005. Autorenbiografienprofessor Dr. ralf schellhase ist Inhaber der Professur für Marketing und Mitglied des Vorstands des Zentrums für Be-triebswirtschaft an der Hochschule Darmstadt. er promovierte als Stipendiat der Alfried Krupp von Bohlen und Halbach-Stif-tung an der universität Mannheim. Seit 1990 berät er eine Vielzahl namhafter unternehmen und Kommunen in den Be-reichen Strategie-entwicklung, Marktforschung, Präferenz-analyse und Produktentwicklung sowie Kundenzufriedenheit und -bindung. Zu seinen Kunden zählen u. a. Amontis, Baxter Deutschland, British American Tobacco, Burda, Caparol, De-gussa, Dürr, KPMG, Merck, Metro sowie verschiedene Kommu-nen und ö­ffentliche Institutionen. In Forschungsprojekten mit Partnern aus der Wirtschaft bearbeitet Professor Schellhase Fragestellungen aus dem Business-to-Business- und dem In-ternationalen Marketing, insbesondere zu den Märkten China und Indien. Zahlreiche wissenschaftliche und praxisorientierte Vorträge und Gastvorlesungen führen ihn regelmäßig in die uSA, nach Südamerika und nach Asien. ralf Schellhase ist Mitglied des Marketing-Clubs Frankfurt, der Academy of Marketing Science und der Society of Mar-keting Advances. er gehö­rt u. a. dem editorial review Board des Journal of Marketing Channels, des european Business review, des Journal of Business research, der Multimedia educational resource for Learning and Online Teaching (Mer-

LOT) und des Marketing education review an und fungierte als Program Chair des 2005 World Marketing Congress. ralf Schellhase verö­ffentlichte über 40 wissenschaftliche und ma-nagementorientierte Artikel in renommierten nationalen und internationalen Fachzeitschriften. er ist wissenschaftlicher Bearbeiter der 4. deutschsprachigen Auflage des Lehrbuchs von Philip Kotler et al., Grundlagen des Marketing.

Dipl.-kffr. Birgit Franken ist seit 2003 Wissenschaftliche Mit-arbeiterin an der Hochschule Darmstadt. Nach dem BWL-Stu-dium an der universität Mannheim arbeitete sie als Produkt-managerin für die Marke Landliebe bei der Campina GmbH & Co. KG. Danach leitete sie ein vom Hessischen Ministerium für Wissenschaft und Kunst gefö­rdertes Forschungsprojekt im Bereich des Business to Business-Marketing. Beratungser-fahrung sammelte sie durch eine Vielzahl von Kunden-, Be-sucher- und Patientenzufriedenheitsstudien. Birgit Franken ist Mitglied der Academy of Marketing Science und promoviert derzeit zum Themenfeld Dienstleistungen im Business to Busi-ness-Marketing. Verschiedene Verö­ffentlichungen in interna-tionalen Fachzeitschriften behandeln die Themenfelder Mar-keting-Controlling, Kundenzufriedenheit und Kundenbindung. Frau Franken ist Bearbeiterin der vierten deutschsprachigen Auflage des Marketing-Lehrbuchs von Philip Kotler et al., Grundlagen des Marketing.

Dipl. media system Designerin lena Weick, Jahrgang 1980, ist seit 2005 Wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Hochschule Darmstadt im Forschungsprojekt „Marktforschung in China – rahmenbedingungen und Herausforderungen aus Sicht deut-scher unternehmen“. Sie studierte Media System Design mit den Studienschwerpunkten Marketing/ Internationales Mar-keting an der Hochschule Darmstadt. Frau Weick ist Mitglied der Society of Marketing Advances und promoviert derzeit an einer Partnerhochschule der h_da im Bereich internationaler Marktforschung.

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Abbildung 3 • Vorgehensweise und geplante ergebnisse

Strukturierung und Aufarbeitung des Untersuchungsfeldes

Konzept für die Generierung von Employer Branding- und Standortmarketing-Strategien

Vorgehensweise Ergebnisse

Schaffung einer konzeptionellen Grundlage für eine quantitative Folgestudie

Etablierung einer zukünftig engeren Zusammenarbeit von Unter-nehemen, Stadt, IHK und h_da

Expertengespräche mit Stadt, IHK, Unternehmen • Qualitative Interviews mit Studierenden

Identifizierung möglicher Determinaten der Arbeitgeberwahl

(Sekundär-)Analyse des Standortes Darmstadt

Querschnitt 21

die branchenbefragungDie Befragung von unternehmen des Maschinen- und Anla-genbaus und der Chemischen Industrie erfolgte schriftlich per Fragebogen. Bis Juni 2005 gingen 119 (MAB) bzw. 99 (CI) Fra-gebö­gen ein.

strategische Verantwortung für sekundärdienstleistungenIn über der Hälfte der unternehmen im Maschinen- und An-lagenbau (MAB) liegt die strategische Verantwortung für Se-kundärdienstleistungen im Vertrieb. Mit deutlichem Abstand folgen etwa gleichauf der Service- und der Marketingbereich mit einem Anteil von je etwa 30 %. Forschung & entwicklung verantwortet in 8,4 % der Betriebe die Strategie bezüglich Va-lue Added Services und die Produktion in knapp 2 %. In 14,3 % der Fälle ist die Verantwortlichkeit für diesen Bereich keiner Funktion eindeutig zugeordnet.Anders als im MAB liegt die strategische Verantwortung für Se-kundärdienstleistungen in knapp der Hälfte der unternehmen der Chemischen Industrie im Marketing. ein etwas kleinerer Teil der unternehmen gab an, diese liege im Vertriebsbereich. Mit deutlichem Abstand folgt die Abteilung Forschung & ent-wicklung mit einem Anteil von 11,4 %. Der Servicebereich ver-antwortet in 8,6 % der Betriebe die Strategie bezüglich Value Added Services und die Produktion in knapp 3 %. In 10 % der Fälle ist die Verantwortlichkeit für diesen Bereich keiner Funk-tion eindeutig zugeordnet. mit sekundärdienstleistungen verfolgte ziele relativ große einigkeit herrscht in den befragten Branchen in Bezug auf die Bedeutung von mit Sekundärdienstleistungen verfolgten Zielen. Vor allem die am wichtigsten eingestuften Ziele, die Steigerung von Kundenzufriedenheit und Kunden-bindung, dominieren deutlich. Diese beiden Ziele gelten 98,3% der Befragten im MAB und fast 99 % der Befragten in der Chemischen Industrie als (sehr) wichtig. Niemand attribuiert

diesen Zielen eine geringe Wichtigkeit, wenige äußern sich in-different. Der Zielerreichungsgrad liegt jedoch noch deutlich hinter der Bedeutung dieser beiden Ziele zurück. Die Differenzierung von Wettbewerbern schließt sich als dritt-wichtigstes Ziel an. Für 85,7 % (MAB) bzw. 72,8 % (CI) der Ant-wortenden besitzt die erwirtschaftung von Gewinnen mit Se-kundärdienstleistungen (große) Bedeutung. Nur 6,9 % (MAB) bzw. 8,6 % (CI) geben an, dass dieses Ziel für sie keine oder nur geringe relevanz besitzt. etwa die Hälfte der Befragten in beiden Branchen gibt an, ei-ne hohe Zielerreichung in Bezug auf die Differenzierung von Wettbewerbern erzielt zu haben. Für die erwirtschaftung von Gewinnen liegt dieser Anteil nur etwa bei einem Drittel im MAB bzw. einem Viertel in der Chemischen Industrie. 15,8 % (MAB) bzw. 32,4 % (CI) sprechen sogar explizit von einer (sehr) gerin-gen Zielerreichung.

das Angebot an sekundärdienstleistungenIm Maschinen- und Anlagenbau liegen erwartungsgemäß die am häufigsten angebotenen Dienstleistungen im Bereich der (produktnahen) Basisleistungen. Ganz oben in der rangfolge stehen die Technische/anwendungstechnische Beratung und die Anpassung des Produktes an spezifische Kundenbedürf-nisse. Mit einem kleinen Abstand folgen reparatur/Stö­rfallbe-seitigung und Schulungen. Montage/Inbetriebnahme, Hotline/telefonischer Service und Instandhaltung werden ebenfalls bereits von einem großen Teil der Befragten angeboten. Die unterstützung des Kunden bei dessen F&e genießt eine ähn-lich große Verbreitung wie die Nutzung der unternehmens-webseite als Informationsleistung. Schriftlich informieren fast 60 % der Befragten Ihre Kunden. Jedes zweite unternehmen im MAB nutzt bereits die techni-schen Mö­glichkeiten von Fernwartung/Teleservice, nur gering-fügig schwächer ausgeprägt ist das Angebot von Transport-dienstleistungen. Gemeinsame Werbemaßnahmen mit Kunden,

175

Vertrieb

Service

Marketing

Keine explizite Zuordnung

F&E

Sonst. Bereich

Produktion

0,0 % 10,0 % 20,0 % 30,0 % 40,0 % 50,0 % 60,0 %

52,1 %

30,3 %

29,4 %

14,3 %

8,4 %

4,2 %

1,7 %

Marketing

Vertrieb

F&E

Sonstige Bereiche

Keine explizite Zuordnung

Service

Produktion

0,0 % 10,0 % 20,0 % 30,0 % 40,0 % 50,0 % 60,0 %

48,6 %

44,3 %

11,4 %

11,4 %

10,0 %

8,6 %

2,9 %

Verantwortlich für die Strategie von Sekundärdienstleistungen ist der Bereich:

Maschinen- und Anlagenbau Chemische Industrie

Abbildung 1 • Strategische Verantwortung für Sekundärdienstleistungen

Projektberichte

das Forschungsprojekt an der h_daIm rahmen des Forschungsprojekts „Die Bedeutung von Se-kundärdienstleistungen im Business to Business-Marketing“ wurde eine Vergleichsstudie in zwei Branchen durchgeführt. Das durch das Hessische Ministerium für Wissenschaft und Kunst 2,5 Jahre lang gefö­rderte Forschungsvorhaben startete im Februar 2003. Projektleiter war Prof. Dr. ralf Schellhase, Projektmitarbeiterin Dipl.-Kffr. Birgit Franken.Neben Kooperationsprojekten mit ausgewählten unterneh-men (Schenck Process, Hottinger Baldwin Messtechnik und Degussa) wurden zwei Branchenstudien im Maschinen- und Anlagenbau sowie der Chemischen Industrie durchgeführt. Ziel dieser Befragungen war die untersuchung des einsatzes und der Nutzung von Sekundärdienstleistungen zur Generie-rung von nachhaltigen Wettbewerbsvorteilen in unterschied-lichen Branchen.

hintergrundFür unternehmen des Industriegüter produzierenden Sektors wird es immer schwieriger, einen dauerhaften Vorsprung vor ihren Mitbewerbern allein aufgrund der physischen Beschaf-fenheit des Produktes, des reinen Sachgutes, zu erzielen. Die Gründe dafür liegen in entwicklungen wie der Angleichung von Produkten, der Internationalisierung von Absatz- und Beschaf-fungsmärkten, gesättigten bzw. schrumpfenden Absatzmärk-ten in vielen Branchen, steigenden rohstoffpreisen, hohen Lohnkosten und strengen umweltschutzauflagen in Deutsch-land. Viele Hersteller klassischer Investitionsgüter greifen da-her zu anderen Instrumenten, um sich im sich verschärfenden Wettbewerb nachhaltig zu differenzieren und sich dem Preis-wettbewerb zu entziehen. Immer mehr unternehmen im In-dustriegüter produzierenden Gewerbe nutzen zur erreichung dieser Ziele Sekundärdienstleistungen. So ist der Serviceanteil im Angebot klassischer Investitionsgüterhersteller in den letz-ten Jahren tendenziell gestiegen.

Abgrenzung des begriffsIn der Literatur wird der Begriff Sekundärdienstleistung nicht einheitlich definiert. um zu einem homogenen Begriffsver-ständnis zu gelangen, sei hier eine Zerlegung des Begriffes in seine Bestandteile „sekundär“ und „Dienstleistung“ sowie die Abgrenzung zu anderen, nicht betrachteten Leistungen für eine vorläufige Begriffsklärung herangezogen. Als „Dienst-leistung“ kann „eine immaterielle Leistung, die ein Anbieter einem Nachfrager gewähren kann, und die keine Übertragung von eigentum an irgendeiner Sache zur Folge hat“ bezeichnet werden (Kotler et al. (2006), S. 726). Sekundär bedeutet „zweit-rangig, nachträglich hinzukommend“ (Wahrig (2006), S. 952). Im rahmen dieses Forschungsprojekts verwenden wir „Se-kundärdienstleistungen“ daher entsprechend der Definition von rainfurth für Leistungen, die „von produzierenden unter-nehmen für ihre Kunden rund um das Sachgut erbracht (wer-den), um das Problem des Kunden besser zu lö­sen, als es die Lieferung des Sachgutes allein kö­nnte“ (rainfurth (2003), S. 1). Die Begriffe Sekundärdienstleistungen, Industrielle Dienst-leistungen und Value-Added-Services werden im folgenden synonym verwandt. Die oben skizzierte entwicklung und der damit verbundene Wandel vom Verkäufer- zum Käufermarkt zwingt auch zukünf-tig viele unternehmen, ihre Produkte im sich verschärfenden Wettbewerb den Markterfordernissen und damit den Kunden-wünschen stärker anzupassen. Hierbei geht es immer mehr um die Schaffung und Vermittlung eines Mehrwerts (added value). Kunden fordern neben einem individuell auf sie zuge-schnittenen und technisch hochwertigen Produkt zunehmend einen Zusatznutzen, den sie häufig als entscheidende Kompo-nente des Angebots sehen. Die Branchenbefragung widmete sich den Fragen der organisatorischen einbindung von Se-kundärdienstleistungen in die unternehmen, den damit ver-folgten Zielen sowie deren Verbreitung in den ausgewählten Branchen.

die bedeutung Von sekundärdienst-leistungen im business-to-business-mArketing – Ausgewählte ergebnisse des ForschungsProjekts

autoren •Prof. Dr. ralf Schellhase Dipl.-Kffr. Birgit Franken Fachbereich Wirtschaft

17�

Querschnitt 21

Schwerpunkte der angebotenen Sekundärdienstleistungen (in %)

0,0 % 20,0 % 40,0 % 60,0 % 80,0 % 100,0 %

Maschinen- und Anlagenbau

0,0 % 20,0 % 40,0 % 60,0 % 80,0 % 100,0 %

Chemische Industrie

Technische/anwendungs-technische Beratung 96,6 %

Anpassung des Produktes an spezifische

Kundenbedürfnisse94,9 %

Reperatur/Störfallbeseitigung 88,2 %

Schulungen 86,3 %

Montage/Inbetriebnahme 80,7 %

Hotline/telefonischer Service 78,6 %

Instandhaltung 78,0 %

Unterstützung des Kunden bei

dessen F & E63,7 %

Informations-DL: über Unternehmenswebsite 61,5 %

Informations-DL: schriftlich 59,1 %

Fernwartung/Teleservice 50,4 %

Transport-dienstleistungen 48,5 %

Gemeinsame Werbe-maßnahmen mit Kunden 37,1 %

Betriebswirtschaft-liche/kaufmännische

Beratung31,0 %

Finanzdienst-leistungen 30,5 %

Entsorgung der von uns bezogenen Produkte

29,1 %

Elektronische Bestellung/Auftrags-

abwicklung (EDI)28,8 %

Umweltberatung 14,1 %

Vermittlung von Personal 11,9 %

Produktspezifische Beratung 95,7 %

Anpassung des Produktes an spezifische

Kundenbedürfnisse92,9 %

Problembehebung/Störfallbeseitigung

92,6 %

Technische/anwen-dungstechn. Beratung

87,0 %

Schulungen 78,3 %

Informations-DL: schriftlich

(z. B. Broschüre)75,4 %

Hotline/telefonischer Service 73,5 %

Informations-DL: über Unternehmenswebsite

71,0 %

Unterstützung des Kunden bei dessen F & E

63,8 %

Recycling bzw. Entsorgung der Produkte/-reste 54,4 %

Recycling bzw. Entsorgung der Verpackungen 53,7 %

Konsignations-lagerung

52,9 %

Transport-dienstleistungen 47,8 %

Vermittlung/Angebot von Equipment

47,8%

Gemeinsame Werbe-maßnahmen mit Kunden 43,5 %

Elektronische Bestellung/Auftragsabwicklung (EDI) 34,8 %

Umweltberatung 31,9 %

Betriebswirtschaftliche/kaufmännische Beratung 30,3 %

Marketing/Marktforschung für den Kunden

Wartung von verliehenem Equipment/Zubehör

Vorwärtsintegration/Übernahme von

Kundenprozessen

Vermittlungvon Personal

Finanzdienstleistungen

VMI (Vendor Managed Inventory)

25,8 %

21,7 %

19,4 %

9,5 %

5,8 %

2,9 %

177

Abbildung 3 • Das Angebot an Sekundärdienstleistungen

Projektberichte

eine Betriebswirtschaftliche/Kaufmännische Beratung, Finanz-dienstleistungen, die entsorgung von Produkten und die elek-tronische Bestellabwicklung (eDI) werden nur von einem Drit-tel oder weniger der befragten unternehmen angeboten. Das Schlusslicht bilden die umweltberatung und die Vermittlung von Personal, die weniger als 15 % der unternehmen nutzen. Auch in der Chemischen Industrie lassen sich die am häufigs-ten angebotenen Dienstleistungen im Bereich der (produkt-nahen) Basisleistungen finden. Ganz oben rangieren die pro-duktspezifische Beratung und die Anpassung des Produktes an spezifische Kundenbedürfnisse und eventuelle Problembe-hebung/Stö­rungsbeseitigung. Mit einem kleinen Abstand fol-gen technische/anwendungstechnische Beratung und Schu-lungen. Schriftliche Informationsdienstleistungen, Hotline/telefonischer Service sowie Informationsdienstleistungen über die unterneh-menswebsite werden ebenfalls von einem großen Teil der Be-fragten angeboten. etwas weniger häufig kö­nnen Kunden sich bei F&e-Aktivitäten unterstützen lassen. Gut jedes zweite un-ternehmen offeriert das recycling von Produkten und Pro-duktresten, die entsorgung von Verpackungen oder die Konsi-gnationslagerung.etwas weniger als die Hälfte der unternehmen bietet Trans-portdienstleistungen, die Vermittlung/das Angebot von equip-ment oder gemeinsame Werbemaßnahmen an. etwa ein Drittel nutzt bereits die technischen Mö­glichkeiten einer elek-tronischen Bestellung/Auftragsabwicklung, bietet umweltbe-ratung oder betriebswirtschaftliche/kaufmännische Beratung an. Dienstleistungsangebote wie Marketing/Marktforschung für den Kunden, Wartung von verliehenem equipment/Zubehö­r und Vorwärtsintegration/Übernahme von Kundenprozessen gehö­ren für ein knappes Viertel der Befragten zum repertoire. Das Schlusslicht bilden die Dienstleistungen VMI (Vendor Ma-naged Inventory), Finanzdienstleistungen und die Vermittlung von Personal, welche nur von weniger als 10 % der unterneh-men angeboten werden. Die ergebnisse zeigen, dass sowohl im Maschinen- und Anla-genbau als auch in der Chemischen Industrie Sekundärdienst-

leistungen eine große Bedeutung beigemessen wird. Dies gilt insbesondere für das produktnahe Leistungsspektrum. unter-schiede lassen sich zwischen beiden Branchen beim Anteil von Value Added Services am Gesamtumsatz feststellen. Während der grö­ßte Teil der unternehmen im MAB angibt, einen Anteil von 30 – 50 % durch diese Leistungen zu erwirtschaften, liegt der entsprechende Wert bei den meisten unternehmen der Chemischen Industrie lediglich bei 0 – 10 %. einig ist man sich jedoch in beiden Branchen, dass der umsatzanteil, den man zukünftig (Zeithorizont: in 5 Jahren) mit Sekundärdienstleis-tungen erzielen wird, deutlich zunimmt. Dies korrespondiert auch mit der erwartung des Großteils der entscheidungsträ-ger in beiden Branchen, dass auch ihre Kunden zukünftig ein erweitertes Angebot dieser Leistungen erwarten.Im weiteren Verlauf der Projektarbeit geht es darum, basie-rend auf den ergebnissen der hier skizzierten Branchenbe-fragungen und der in Kooperation mit den unternehmen ge-wonnenen erkenntnisse, eine Systematik zur Konzeption von Servicestrategien zu entwickeln.

literatur 1 • Kotler, Philip, Armstrong, Gary, saunders, John, Wong, Veronica, Grundlagen des Marketing, 4., aktualisierte Auflage, München 2006. 2 • rainfurt, c. (2003): Der einfluss der Organisationsgestal- tung produktbegleitender Dienstleistungen auf die Arbeitswelt der Dienstleistungsakteure, universität Darmstadt, http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000310/rain- furth.pdf [20.12.05] 3 • schuh, G. / speth, c. (o.J.a): industrielle Dienstleistungen – Vom notwendigen Übel zum strategischen erfolgsfaktor, universität st. Gallen, http://www.unisg.ch/org/item/ isweb.nsf/sysWebressources/iD-Vom-%c3%9cbel-zum- erfolgsfaktor/$FiLe/iD-Vom-%c3%9cbel-zum-erfolgs- faktor.pdf [20. 12 .05] 4 • Wahrig, Die deutsche rechtschreibung, Gütersloh/ München 2006.

17�

Bedeutung und Erreichung wesentlicher Ziele

Maschinen- und Anlagenbau Chemische Industrie

Überhaupt nicht wichtig/Ziel nicht erreicht

Überhaupt nicht wichtig/Ziel nicht erreicht

Sehr wichtig/ Ziel erreicht

Sehr wichtig/Ziel erreicht

Steigerung der Kundenzufriedenheit

Steigerung der Kundenbindung

Differenzierung vonWettbewerbern

Erwirtschaftung vonGewinnen

Zielerreichung WichtigkeitZielerreichung Wichtigkeit

Abbildung 2 • Mit Sekundärdienstleistungen verfolgte Ziele

Querschnitt 21

planung für Schlitz- u. Durchbruchs-pläne im Schlüsselfertigen Hochbau (Prof. Dr.-Ing. Bubenik)

horlebein, mAtthiAs • Numerische Simulation von maschinellen Tunnelvortrieben (Prof. Dr.-Ing. Krajewski)

horn, dirk • Der energiepass als unterstützung zur Beurteilung der energerischen ei-genschaften von beheizten Gebäuden(Prof. Dr.-Ing. Fritz)

kArbowniczek, AnnA • Public Private Partnership (PPP) in europa am Beispiel Deutschland u. Polen (Prof. Dr.-Ing.Sohni)

kirchgessner, mArkus • Messung d. Blutes v. Beton mit dem Bluteimertest-untersuchungen zum einfluss der Frischbetontemperatur (Prof. Dr.-Ing. Stratmann-Albert)

kolbe, benjAmin• Informations- und Dienstleistungs-system für Infos (Prof. Dr.-Ing. Follmann)

koth mArtinez, robert • Boden-Bauwerk-Interaktion bei wechselnden erddruckbean- standungen (Prof. Dr.-Ing. Krajewski)

kremer, wolFrAm • Visualisierung der Muster-Ver-sammlungsstättenverordnung (MVStättV 2005) in Bezug auf den vorbeugenden Brandschutz (Prof. Dr.-Ing. Spittank)

kurdAl, sAndrA • Bautechnische Maßnahmen bei der

entwicklung neuer Baugebiete in po-tentiellen Hangrutschgebieten in der region rheinhessen (Prof. Dr.-Ing. Krajewski)

luke, PhiliPP • Beitrag zur Berechnung und Kons-truktion von Hallentragwerken nach DIN 1052:2004-08 (Prof. Dr.-Ing. Spittank)

lytek, gAbriele • Berechnung und Konstruktion eines Kesselgerüstes in Stahl-Stahlver-bund-Mischbauweise (Prof. Dr.-Ing. Kind)

mAlinski, steFAn • Statisch konstruktive Bearbeitung eines Wohn- und Verwaltungsgebäu-des mit angegliederter Lagerhalle in Fertigteilbauweise (Prof. Dr.-Ing. Giegold)

meyer, thorsten • Sicherheitsaudits im bestehenden Straßennetz (Prof. Dr.-Ing. Habermehl)

michel, holger • Systematische Beurteilung von Seniorenimmobilien als Investitions-objekte (Prof. Dr.-Ing. Sohni)

ostendorF, dirk • Grundlagen der Logistik am Beispiel des Opelstandortes rüsselsheim (Prof. Dr.-Ing. Follmann)

rickenbAch, dAniel • Ausführungsentwurf eines Mehr-familienhauses in Ortbetonbauweise unter besonderer Berücksichtigung des baulichen Brandschutzes (Prof. Dr.-Ing. Giegold)

thiessen, AndreAs • Berechung und Konstruktion eines Wohngebäudes mit Tiefgarage (Prof. Holzapfel)

ulrich, tobiAs • Konstruktion und Berechnung einer Schrägseil-Fußgängerbrücke aus Stahl(Prof. Dr.-Ing. B. Schmidt)

wenner, kAi • Verbesserung der Abflussverhält-nisse im elsbach-Landbach-System (Prof. Dr.-Ing. Drechsel)

179

A Arnold, steFFen jAhn, nicolejäger, juliAkAiser, FloriAnkAstorF, stePhAniekleinert, kAtjAmArAsuoglu, norinschmAnd, oliVer• Badehaus Wiesbaden(Prof. Ansgar Lamott)

boehl, judithbrAndt, mAnFredhock, kerstin christineking, mArVinnied, melAnie• Golfplatz Darmstadt(Prof. uwe Laske)

hebestreit, elkemöges, mAriAmoossAVi torbAti, kooshAwAndiger, steFAnie• Cityhotel Stuttgart(Prof. Hartmut A. raiser)

bondkirch, ninA• Archäologisches Museum Portugal

b Abbonizio, giusePPe • Visualisierung der Muster-Bau- ordnung (MBo 2oo2) für denvorbeugenden Brandschutz(Prof. Dr.-Ing.Spittank)

bAuer, FloriAn • ein Beitrag zur Finanzierung von

Baumaßnahmen in regionalnetzen der Deutschen Bahn AG(Prof. Dr.-Ing. Zelenka)

becker, AndreAs • Berechnung und Kostruktion eines Bürogebäudes (Prof. Holzapfel)

betz, AlexAnder • Anpassung der luftseitigen Ver-kehrsinfrastruktur an die neue Flugzeuggeneration am Beispiel des Flughafens Frankfurt/Main mit ein-führung des A 380 Betriebes (Prof. Dr.-Ing.Habermehl)

brückmAnn, michAel • Brandschutzplanung u. Nachweisführung (Prof. Dr.-Ing. ruf)

Fischer, corneliA• Statistische Auswertung des Nie-derschlages unter Berücksichtigung der ungleichmäßigen Überregnung am Beispiel der Stadt Mainz (Prof. Dr.-Ing.Drechsel)

görlitz, ljubA • ermittlung von Lärmbelastungen und Maßnahmen zum Lärmschutz (Prof. Dr.-Ing. Habermehl)

grimm, kAroline • Partnerschaftliche Nachtragsabwicklung (Prof. Dr.-Ing. Lang)

henz, thorsten • Intermodale Verkehrsplanung in Binnenhäfen – dargestellt am Beispiel des Bayernhafens Aschaffenburg (Prof. Dr.-Ing. Habermehl)

hermAnn, ronAld • untersuchung zur Detailtermin-

17�

Querschnitt 21

AbschlussArbeitenwillmAnn, liA kAthArinA• „Sauberkeit“ als Prozessvoraus- setzung zur erbringung von Bauleis-tungen (Prof. Dr.-Ing. Bubenik)

wunderlich, steFAn • Berechnung und Konstruktion eines Wohngebäudes mit Tiefgarage(Prof. Holzapfel)

cubAchilles, nicole • extraktionschromatographische Trennung von Actiniden mit Hilfe von DGA (Prof. Dr. Gottfried Paffrath)

börner, sindy• Aufnahme u. Auswertung v. In- prozessdaten z. ermittl. d. Prozessro-bustheit bei der Tablettenherstellung(Prof. Dr. Bernd Dorbath)

bohl, jessicA • Charakterisierung von zwei Glioblastomzelllinien zur Vorbereitung für die Tumortherapie mit schweren Ionen in Kombination mit Chemotherapie (Prof. Dr. regina Heinzel-Wieland)

busse, clemens • evaluierung eines neuen sensitiven und spezifischen eLISA zum Nachweis von Antikö­rpern gegen das Cytomegalovirus (Prof. Dr. Hans-Lothar Fuchsbauer)

deusser, steFAn • Herstellung vollsynthetischer Kno-chenersatzmaterialien auf Calcium-phosphatbasis (Prof. Dr. Bernd Dorbath)

dressel, bArbArA • Konstruktion eines Minimalvektors für die Klonierung von PCr-Pro-dukten (Prof. Dr. regina Heinzel-Wieland)

gnAuck, steFFen • entwicklung von Strukturen u. Oberflächenmodifikationen zur erhö­hung der Lichtauskopplung von OLeDS (Prof. Dr. Bernd Dorbath)

hAAg, mAthiAs • Charakterisierung von nativen und rekombinanten Allergenen mittels proteinanalytischer Methoden (Prof. Dr. Hans-Lothar Fuchsbauer)

hAhn, mArkus • Nivellierung der außenstromlosen NimoP-Abscheidung auf Kupfer (Prof. Dr. Bernd Dorbath)

hennen, steFAn • untersuchungen zur Herstellung von Monoterpen-Merkaptanen für Goldpräparate (Prof. Dr. Bernd Dorbath)

herberg, sAmuel • Formulierungsentwicklung einer rhGDF-5-haltigen Darreichungsform für die Parodontalregeneretion (Prof. Dr. Hans-Lothar Fuchsbauer)

kArAcA, Ahmet • Die technische Integration der alkalischen Abgase in die zentrale Abgasreinigungsanlage für saure Abgase und deren Wirtschaftlichkeit (Prof. Dr. Bernd Dorbath)

kösterke, nAdine• entwicklung cobaltfreier Passivierungsschichten f. Zink u. Zinklegierungen(Prof. Dr. Bernd Dorbath)

kohlstetter, yVonne • entwicklung einer Messmethode zur Bestimmung von Blutgerinnungs-faktor XIII (Prof. Dr. Hans-Lothar Fuchsbauer)

liu, Albert • Kohlenstoff-kurzfaserverstärkte Kohlenstoff u. Siliciumcarbide basierend auf recyklierten kohlen-stofffaserverstärkten Kunststoffen (Prof. Dr. Bernd Dorbath)

lysAkowski, PAul • Filtration und Partikelanalyse von Flüssigkristallmischungen (Prof. Dr. Volker Wiskamp)

merz, FelicitAs • Charakterisierung von Stammzellen verschiedener Vertebraten-Spezies anhand physiologischer und moleku-larer Marker (Prof. Dr. regina Heinzel-Wieland)

diPlom-, bAchelor- und mAsterArbeiten

1�0

Querschnitt 21

1�1

münster, Anke • Screening von extrakten aus marinen Pilzen und Schwämmen zur Identifizierung und Charakerisierung Biofilm-supprimierender Wirkstoffe (Prof. Dr. regina Heinzel-Wieland)

mulyArAhArdjA, rAymond • Optimierung der transienten ex-pression rekombinanter Proteine in Insektenzellen (Prof. Dr. regina Heinzel-Wieland)

netzer, christoPh • Die rolle dendritischer Zellen und B-Zellen bei der T-Zell-Kostimulation in der primären und sekundären eAe-Pathogenese (Prof. Dr. regina Heinzel-Wieland)

neumAnn, elenA • Simulation u. untersuchung von Bildretentionsphänomenen in elektro-optischen LCD-Testzellen (Prof. Dr. Bernd Dorbath)

Petigk, dAgmAr • Bestimmung d. Stabilität polymor-pher Formen von Arzneimitteln durch DSC-untersuchungen von geeigneten eutektika (Prof. Dr. Bernd Dorbath)

renz, olgA • evaluierung der SNAP-tag Techno-logie (Prof. Dr. Franz-Josef Meyer-Almes)

scheurich, mArkus • Vergleich von extraktionsmethoden zur Herstellung von Butylmethylimi-dazoliumtetra-fluoroborat (Prof. Dr. Bernd Dorbath)

schneider, uwe • Herstellung von Nanokompositen aus Aluminiumoxid und thermoplasti-schen Polymeren (Prof. Dr. Bernd Dorbath)

schumorek, michAel • Quantitative Deuterium - NMr als Methode zur vergleichenden unter-suchung von Ausgangssubstanzen synthetischer Drogen (Prof. Dr. Wolfgang Fichtner)

schulz, PAtrick • entwicklung eines Chloridkanalas-says mit Hilfe der zellfreien elektro-physiologie (Prof. Dr. Franz-Josef Meyer-Almes)

seibert, mArcus • Nutzungsmö­glichkeiten eines Absorptionsnebelverfahrens zur Minderung von biotischen Luftverun-reinigungen(Prof. Dr. Wolfgang Fichtner)

solAno, AFonso • Die Kumada-Kupplung im Vergleich zur Suzuki-Kupplung am Beispiel der Herstellung von 3-Fluor-4’-propylbi-phenyl (Prof. Dr. Volker Wiskamp)

steinmAnn, mArc • entwicklung einer uV-härtenden Filmlö­sung zur Herstellung kera-mischer Abziehbilder (Prof. Dr. Bernd Dorbath)

stePhAn, mArc • entwicklung von Festbettkatalysa-toren für kommerzielle Prozesse (Prof. Dr. Bernd Dorbath)

störger, christoPh • Heterologe Genexpression von Mul-ticopper Oxidasen in escherichia coli (Prof. Dr. regina Heinzel-Wieland)

strigun, AlexAnder • rekombinante Produktion von humaner Keratinozytentransglutami-nase (Prof. Dr. Hans-Lothar Fuchsbauer)

weisheit, wolFrAm • rekombinante expression von humanem erythropoietin in Chlamy-domonas reinhardtii (Prof. Dr. regina Heinzel-Wieland)

wolFstädter, mArco • Synthesestrategien zur Darstellung von Chinazolinderivaten und deren Verwendung als potentielle eg5-Inhi-bitoren(Prof. Dr. Volker Wiskamp)

e/tbAi, yAnhui • Transparently Connected Island within an Optical Backbone Network(Prof. Dr. Schmiedel)

bellAmkondA, VAmshi • CMOS Active rectifiers for Contact-less Applications(Prof. Dr. Schmiedel)

berberig, stePhAn uwe • untersuchung neuer Netzkompo-nenten im Zugangsbereich des IP-Backbones der Deutschen Telekom AG(Prof. Dr. Gerdes)

brichA, mAnsour • entwicklung einer elektronischen Anzeigetafel (Prof. Dr. Wirth)

bünz, thomAs • Vergleich, Test und Auswertung von Triple-Play Messsystemen (Prof. Dr. Schultheiß)

cosic, mArijo • Combination of modern web technologies for the control and monitoring of measurement systems over the web (Prof. Dr. Kuhn)

dhAo, khemAis nebil • Bewertung von Übertragunsstre-cken für Bussysteme im Automobil (Prof. Dr. Faber)

djemene kePondjou, Pierre F. • Softwareimplementierung eines Gateway zwischen PC und GSM-Mo-dem für SMS-Mitteilungen (Prof. Dr. Gö­tze)

el hAyAni, mohAmed • Vidualisierung eines Transmission Control Block für die Simulationsum-gebung „Netsim“ (Prof. Dr. rö­der)

FAhmy, sheriF • Anschluss einer DIe-Festplatte an ein ArM9-basierendes eingebettetes Computersystem (Prof. Dr. Wirth)

FrAnk, oliVer • einfluss verschiedener Anschluss-parameter und endgeräte auf das Verhalten des Services T-Online Vision (Prof. Dr. Loch)

Freyer, sVen • einrichtung und untersuchung einer auf Linux basierenden redundanten Firewall (Prof. Dr. Gerdes)

göktürk, görkem c. • Migration einer PowerPC-Plattform auf Basis des MPC855T/MPC860T (Prof. Dr. Wirth)

gross, timo • Simulation and DSP-Implementation of Adaptive equalizers(Prof. Dr. Gö­tze) gruber, michAel • einsatzgebiete für Voice over IP (Prof. Dr. Andert)

hAmmerschmidt, jAn • Implementierung eines Frameworks zur erstellung von graphischen Ober-flächen in Programmen zur modell-basierten Softwareentwicklung (Prof. Dr. Wirth)

ilyAsoV, VAlentin • Konzeptionierung, Prototypenher-stellung und Inbetriebnahme eines Fast-ethernet Network Access-Toch-termoduls für den SPeeD-MuX FO155 (Prof. Dr. Gerdes)

jäger, Pierre • untersuchung der Modulationsei-genschaften eines Faserverstärkers für Weltraumanwendungen (Prof. Dr. Loch)

jerrentruP, dAVid • Parameteroptimierung einer sen-sorgestützten Jalousiensteuerung (Prof. Dr. Schultheiß)

joshi, snehAl ViVek • Practical Implementation of a Bluetooth Point-to-Point Communica-tion for a Measurement System(Prof. Dr. Schmiedel)

kAwAre, osAmA • Implementierung eines drahtlosen Netzwerkes zur Heizkosten-Datenü-bermittlung (Prof. Dr. Gerdes)

keil, PAtrick • Automatisierte Funktionsprüfung eines HIL-Prüfstandes (Prof. Dr. Wirth)

klecker, lAmiA • Programmtechnische umsetzung einer MySQL-Projekt-Datenbank und deren Benutzeransichten für einen europaweiten roll-Out (Prof. Dr. Wirth)

koPsch, stePhAn • erstellen eines Konzepts für innova-tives kundenorientiertes Performance Management, basierend auf den eingesetzten Softwarelö­sungen von BT (Gemany) (Prof. Dr. Andert)

kreher, mArkus • realisierung eines 4-Draht-Wand-lers als Grundbaustein für ein draht-gebundenes Kommunikationssystem(Prof. Dr. Schultheiß)

kugler, mAximiliAn • entwicklung einer Klassenbibliothek zur erstellung generischer Sequenzen im rahmen des CS Framework (Prof. Dr. Wirth)

lAuner, robert • Design and Implementation of an Aotomatic Test System for Ground Stations(Prof. Dr. Schmiedel)

mAntey, Artur • entwicklung und erprobung eines Gateways zur Anbindung 1-Wire-Di-vices an den eIB-Bus (Prof. Dr. Andert)

michel, thorsten • Aufbau und Inbetriebnahme eines Prüfstandes zur Messung von Dreh-zahlsensoren unter klimatischen Bedingungen (Prof. Dr. Schultheiß)

Post, AndreAs • ein patternorientiertes Software-Framework für embedded-Steue-rungen am Beispiel einer Steuerung für reinstwasseranlagen (Prof. Dr. Andert)

PrAger, benjAmin • Messung und emulation der eigenschaften von IP-Multicast- Verteilnetzen (Prof. Dr. Schultheiß)

reeg, jochen • eintwicklung eines Testplanes und Durchführung von Prototypentests zur Freigabe von eigenentwickelten Pro-dukten der PanDacom Direct GmbH (Prof. Dr. Andert)

reiter, mArkus • entwicklung und Aufbau eines Messplatzes zum Prüfen von sym-

metrischen Kommunikationskabeln gemäß der Norm 50173:2002:2 (Prof. Dr. Schmiedel)

sAdiQ, sAlmAn • entwicklung eines Mess-Systems zur Qualitätsbeurteilung der mobilen DVB-T Versorgung – erfassung, Aus-wertung und Darstellung von Funk-feld-Messdaten im SFN-Sendernetz rhein-Main (Prof. Dr. Schmiedel)

schneeweis, christoPh • Machbarkeitsstudie zur einführung von Voice Over IP over Wireless-LAN am Frankfurter-Flughafen (Prof. Dr. Gerdes)

seitz, steFAn • Optische hochauflö­sende Wegmessung (Prof. Dr. Loch)

sezgün, sedAt • Zuverlässigkeit von sicherheitskri-tischer Software (Prof. Dr. Wirth)

smirnoV, PAul • untersuchung und entwicklung einer eH-Antenne (Prof. Dr. Schmiedel)

sPAmer, Peter • Steuerung zum Betreiben von Die-selfahrzeugen mit Pflanzenö­l (Prof. Dr. Wirth)

subrAmAniAn, ViswAnAthAn• Design of a 60-GHz SiGe HBT Active Downconversion Mixer MMIC(Prof. Dr. Schmiedel)

sülük, hAsAn • entwicklung der Baugruppene-lektronik einer Zählerbaugruppe in fehlersicherer Technik bis zum Schaltplan unter einhaltung der An-forderungen an die Sicherheitsintegri-tät sowie Durchführung der FMeA (Prof. Dr. Schmiedel)

trinh, dinh oAt • Optimierung der Applikaitonsschal-tung eines integrierten Schaltkreises für AM/FM rundfunkempfänger (Prof. Dr. Schmiedel)

diPlom-, bAchelor- und mAsterArbeiten

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Querschnitt 21

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eulAl QAdi, tAisir• entwicklung eines Multimediasystems(Prof. Gräßer, Prof. Schwebel)

AuerswAld, ulrich• untersuchung eines reluktanzline-armotor-prinzips in Hybridbauweise für den Horizontalantrieb eines regalbediengerätes(Prof. Wagner, Prof. Michel)

bArAti, AzitA• Systemidentifikation unter Berück-sichtigung von Totzeiten(Prof. Schwebel, Prof. Gräßer)

brunnengrAeber, michAel• VLSI Implementation of a Speech Analysis/Synthesis System Based on an Sinusoidal representation(Prof. Hoppe, Prof. Meuth)

christ, heiko• regelung von reinstmedien und Visualisierung der Gebäudeautomati-sierung eines Industrieneubaus(Prof. Weigl-Seitz, Prof. Wiese)

dAmbowy, dAmiAn• entwicklung einer 1 kW Power Fac-tor Correction(Prof. Schmidt-Walter, Prof. Gräßer)

diederich, sVen• Die IeC 61850 und ihre Anwendung auf ein digitales Schutz- und Steuer-gerät für DC-Schaltanlagen(Prof. Metz, Prof. Frontzek)

diehl, AlexAnder• Aufbau und Inbetriebnahme einer teilautomatisierten Prüfeinrichtung zur untersuchung von Kraftsensoren(Prof. Wiese, Prof. Gräßer)

Feige, sebAstiAn• untersuchung zur klimatischen Be-ständigkeit von unter Luft befindlichen Isolierstoffteilen einer gasisolierten Mittelspannungs-Schaltanlage(Prof. Frontzek, Prof. Wieland)

Fuchs, sebAstiAn• Still-Video-Kamera für ein Panora-ma-rö­ntgengerät(Prof. Gräßer, Prof. Heckenkamp)

gärtner, dirk• Planung und Projektierung einer Photovoltaikanlage(Prof. Petry, Prof. Metz)

genc, güVen• Prüfanweisungen für die Inbetrieb-nahme einer Zettelmaschine(Prof. Schwebel, Prof. Gräßer)

grimmeisen, steFAn• Korrektur der Intensitätsschwan-kungen von Laserlichtquellen(Prof. Hoppe, Prof. Meuth)

günther, mArkus• Machbarkeitsstudie zur errichtung von Windkraftanlagen unter Berück-sichtigung der besonderen Bedin-gungen auf der Deponie in Flö­rsheim-Wicker(Prof. Petry, Prof. Metz)

hAnstein, André• Modernisierungskonzept für ein Prozessleitsystem(Prof. Schaefer, Prof. Metz)

heier, rAPhAel• rechnerunterstützte untersuchung des Mittelspannungsnetzes der Fa. Freudenberg, Standort Weinheim(Prof. Frontzek, Prof. Metz)

hoFFmAnn, silke• Überwachung von richtfunkverbin-dungen bei O2 Germany(Prof. Schaefer, Prof. Kö­ster)

jonitz, sAlAdin• Theoretische und praktische un-tersuchung von erdausbreitungswi-derständen in ausgedehnten Kraft-werksanlagen(Prof. Wieland, Prof. Frontzek)

jung, FloriAn• elektrische Last zur Belastungsprü-fung von Festspannungsnetzteilen(Prof. Michel, Prof. Wagner)

kArA, cem• Automatische Beschriftungskontrol-le mittels einer intelligenten Camera(Prof. Schumann, Prof. Münter)

klee, jAn• Konzeption und realisierung einer Gebäudeautomatisierung(Prof. Wiese, Prof. Weigl-Seitz)

kostidis, konstAntinos• entwicklung eines 4-kanaligen Analogausgang für den europäischen Installationsbus(Prof. Wiese, Prof. Gräßer)

kreibig, bernd• CAN-Bus im Kraftfahrzeug(Prof. Wiese, Prof. rücklé)

lAAs, AndreAs• Netzuntersuchung bei den Kreis-werken Gelnhausen in Hinblick auf das Benchmarking der Bundesnetz-agentur(Prof. Petry, Prof. Metz)

liebehenz, kAtjA• Pspice modelling of data communi-cation over inverter-fed power lines(Prof. Gräßer, Coakley DIT)

mAgAlhAes reboredo, josé Pedro• Konzeption und Implementierung der Kommunikation innerhalb einer roboterzelle mit etherCAT(Prof. Kleinmann, Prof. Weigl-Seitz)

mAyer, thomAs• untersuchung der Wechselwirkung zwischen der Biogasanlage und der Photovoltaikanlage auf dem Almenhof in erbach-erbuch(Prof. Petry, Prof. Metz)

messerer, sVen• Optimierung der Steuerung einer Biogasanlage(Prof. Petry, Prof. Gräßer)

morhAus, jens• entwicklung eines konfigurier-baren Software Treibers für Flexray Schnittstellen auf MB96300 und MB91460 Prozessorfamilien sowie dem externen Protokollbaustein MB88121(Prof. Meuth, Prof. Schumann)

münkel, AndreAs• entwicklung von Hebezeugappli-kationen für SIMOTION/SINAMICS Migration von Hebezeug- und regal-bediengerätelö­sungen(Prof. Wagner, Prof. Michel)

oberbeck, dAniel• entwicklung einzelner Module eines Burn-In-Systems(Prof. Meuth, Prof. Hoppe)

PrAmAnA, jAcQueline• Projektierung und Inbetriebnahme eines Querschneidemodells(Prof. Michel, Prof. Wagner)

rAPP, thorsten• erstellung von Softsensoren im Pro-zessleitsystem Delta V(Prof. Wieland, Prof. Frontzek)

reis, mArkus• Signalübertragung über den Sende-kreis einer Flughafenbefeuerungsein-richtung(Prof. Michel, Prof. Schmidt-Walter)

riPPer, kAi• Planung und Aufbau eines Prüfstan-des für Zentralheizungsregelgeräte(Prof. Metz, Prof. Wieland)

risling, eduArd• entwicklung eines Geschäftsmodells für die Instandhaltungswerkstätten(Prof. Hammerschmidt, Prof. Walter)

rutemöller, klAus• einsatz eines Freescale MC68HC908GZ60 Controllers auf remote-Platine(Prof. Hoppe, Prof. Gräßer)

sAlomon, simon• Bilanzierung immaterieller Vermö­-genswerte des Anlagevermö­gens im Zeitalter der Informationsgesellschaft(Prof. Hartmann, Prof. Bossert)

schAder, AndreAs• Modellbasierte, funktionale Analyse eines regelungssystems am Beispiel einer energiemanagementfunktiona-lität(Prof. Freitag, Prof. Gräßer)

schäFer, christiAn• Zentrale Weichmacherö­lversorgung im Bereich des Mischsaals(Prof. Gräßer, Prof. Münter)

schlAchtenkow, mArkus• entwicklung eines intelligenten Gateways zur Anbindung von Schließ-systemen an ein Gebäude-Manage-mentsystem(Prof. Gräßer, Prof. Münter)

schrAmm, mAtthiAs• Berechnung zur Instandhaltung von Oberleitungen der Deutschen Bahn AG(Prof. Metz, Prof. Bauer)schröter, niklAs

• Open Installation Bus(Prof. Schaefer, Wiese)

schüssler, tobiAs• entwicklung und Inbetriebnahme eines Lastmanagement-Systems für das Werk Merkel Fluidtechnic Schwalmstadt(Prof. Weigl-Seitz, Prof. Freitag)

schuller, sebAstiAn• Wechselstromverlustmessung am verseilten YBCO-Hochtemperatursupra-leiter rOeBeL-Kabel(Prof. Wiese, Prof. Wagner)

schwAb, AndreAs• Messtechnische Optimierung der erfassung der Phasengrenzen beim Transport von eiskremmixen mit Was-ser(Prof. Wieland, Prof. Frontzek)

schweitzer, jens• Alternative energieerzeugung für autarke Sensorsysteme im Bereich Bergbau(Prof. Gräßer, Prof. Schwebel)

selzer, kArsten• erstellung eines CAN-Protokoll-Trei-bers A08-CAN auf Basis eines eX386-Prozessors und des zugehö­rigen MKT-Treibermoduls(Prof. Schaefer, Prof. Münter)

skowronek, mArtin• Zustands- und risikobewertung von Betriebsmitteln des Mittel- und Nieder-spannungsnetzes(Prof. Metz, Prof. Frontzek)

sPAllek, AnnikA• Netzanschluss von Photovoltaik-An-lagen gemäß erneuerbare energien Gesetz (eeG)(Prof. Petry, Prof. Metz)

stuPP, mArc André• Anbindung von Probenehmer-Steu-erungen der Firma OrI an das beste-hende PCS 7-Prozessleitsystem der Fa. Siemens(Prof. Kleinmann, Prof. Münter)

tAbbert, christiAn• entwicklung von detaillierten Qua-litätszielen für die verschiedenen entwicklungsphasen der neuen Global Delta Carline zur Sicherstellung der umsetzung der Projektvorgaben für die verschiedenen Märkte(Prof. Ohl, Prof. Nicolas)

tichAtschke, thomAs• erstellung von Funktionsbausteinen für die Steuerung von Hebezeuganwen-dungen mit SIMOTION/SINAMICS(Prof. Wagner, Prof. Michel)

tinz, tobiAs• Dimensionierung von Mittelspan-nungs-Schalt-anlagen am Beispiel einer 20 kV-Schaltanlage der HSe(Prof. Frontzek, Prof. Wieland)

titz, sebAstiAn• Netzanschlussüberprüfung von Photovoltaik-Anlagen im Nieder- und Mittelspannungsnetz der Mainova Ag in Frankfurt am Main(Prof. Petry, Prof. Gräßer)

trein, johAnnes• FPGA Implementierung und entwick-lung eines Pseudozufallzahlengenera-tors mit einstellbarer Dichte(Prof. Hoppe, Prof. Meuth)

Volk, georg• VLSI Implementation of a Speech Analysis/Synthesis System Based on an Sinusoidal representation(Prof. Hoppe, Prof. Meuth)

wAgner, Andre mArcel• Moderne Netzberechnungssoftware in der Netzplanung(Prof. Petry, Prof. Metz)

wAgner, michAel• Leistungsfaktorkorrektur im Drei-phasennetz(Prof. Schmidt-Walter, Prof. Freitag)

weinAnd, mAx• Prozessoptimierung beim automa-tischen einpressen von dichtmittel in das Kurbelgehäuse(Prof. Hammerschmidt, Prof. Walter)

wenisch, Felix• Bewertung von Ansaugluftvorwärm-systemen für Dieselmotoren(Prof. Manz, Prof. Walther)

werner, steFFen• entwicklung einer Standardschnitt-stelle zur Anbindung intelligenter DVT-Kameras an die Sensorik/Aktorik von Produktionsanlagen zur optischen Qualitätskontrolle(Prof. Freitag, Prof. Weber)

diPlom-, bAchelor- und mAsterArbeiten

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Querschnitt 21

1�5

gneubAuer, michAel wieser, mAtthiAs • Alltägliches hinterfragt (Prof. Tino Melzer)

binsteiner, reinhilde • Frostkeimer (Prof. Peter von Kornatzki)

gAnner, PiA • temperierbares Porzellanservice (Prof. Tino Melzer)

hAus, thorsten • Visuelles Sampling (Prof. Michael richter)

klein, mArco • Syn² Synästhesie – die Verschmelzung d. Sinne (Prof. Sabine Zimmermann)

korsmeier, siljA • Berlin – urbaner raum, Tö­chter & Sö­hne (Prof. Peter von Kornatzki)

liebscher, stePhAnie mArinA • Faust# 1 ein Fragment. (Prof. Peter von Kornatzki)

loschert, kristin • unausgesprochen (Prof. Hagen Schwenk)

müller, birgit • zwischen uns und dem Nichts (Prof. Sabine Zimmermann)

nissl, FloriAn • Isetta 2.2 (Prof. Justus Theinert)

otto, juliA monikA • Orientierung im ö­ffentlichen raum (Prof. Tom Philipps)

schier, clAudiA • Panta rhei – Alles fließt (Heraklit) (Prof. Peter von Kornatzki)

scholz, christiAn • Ständige Begleiter (Prof. Tino Melzer)

tAylor-essilFie, mAurice • Verschleiß und Gebrauchsspuren im Kontext industriell gefertigter Produkte (Prof. Tom Philipps)

toroczkAy, robert • robotik (Prof. Tino Melzer)

wiesert, nAnA • Index/Stadt, Index/Darmstadt (Prof. Sabine Zimmermann)

ikrug, AlexAnder zimmermAnn, heiko• entwurf und realisierung eines mo-dularen Frameworks zur entwicklung graphischer Anwendungen inklusive der Anbindung eines reellen und virtuellen roboters (Prof. Dr. Wolf-Dieter Groch)

brAndes, michAel • Designing a Web-based XML driven environment for Producing Software Documentation (Prof. W. Weber, Prof. Andelfinger)

burger, nils • Konzept zur realisierung eines unternehmensleitstandes bei der Aareon AG auf Basis von ITIL und Six Sigma (Prof. Bleimann, Prof. Andelfinger)

cikes, denis • entwurf und Implementierung einer SIP Videokonferenzanlage – Integra-tion eines SIP Servers mit Multipoint Control unit (Prof. Fuhrmann, Prof. Massoth)

dAo, Quoc bAo • Überblick, Analyse und Aufbereitung der Verfahren zum Text- und Web-Mining für die Nutzung im Bereich Business Intelligence(Prof. Wentzel, Prof. Lenz)

eichelmAnn, thomAs • entwurf und Implementierung einer SIP Videokonferenzanlage – Integra-tion von SIP Sicherheitsmechanismen einschl. LDAP (Prof. Fuhrmann, Prof. Massoth)

enc, gökhAn• Business Process execution and Management with SAP NetWeaver(Prof. Dr. Frank Bühler, Prof. Dr. Mike rowe)

gilch, thomAs • Investigation and Prototypical realisation of a Data Warehouse Implementation in the environment of Gastronomy (Prof. Dr. Schestag, Prof. Dr. Lee)

heck, tobiAs • entwicklung eines Klassifikations-schemas sowie Vorgehensmodells für die Beurteilung – und umsetzung von semi-automatisierbaren Prozessen (Prof. Bühler, Prof. Wiedling)

herold, FrAnk • Softwarealterung und die Mö­glich-keiten der Verjüngung am Beispiel einer .NeT-Migration einer Weban-wendung (Prof. Wiedling, Prof. Karczewski)

hinlAng, sAschA • entwicklung und Implementierung eines Algorithmus zur dynamischen Korrektur vektorisierten.Daten im Digital Pen & Paper umfeld (Prof. Wiedling, Prof. Lange)

homberg, steFAn • Developing a Concept for Commu-nication between users of Atlantis university (Prof. Bleimann, Prof. Harriehausen)

huAng, hAo • Concept of an e-learning Plattform with respekt.to Integration (Prof. Bleimann, Prof. Lenz)

jäger, steFAn • erstellung und Implementierung eines remote Dual-Master-Konzeptes für ein InCar Multimedia System (Prof. Wietzke, Prof. Hahn)

jAzic, oliVer • Konzeption und Implementierung eines Validierungsmechanismus mit digitalen Formularen (Prof. Lenz, Prof. Lange)

kAnold, mArtin • Verhandlungen in Multi-Agenten Systemen am Beispiel eines Prototyps (Prof. Bleimann, Prof. Ingo Stengel)

kiric, boris • Security and Business Process Management (Prof. Bleimann, Prof. Fischer)

kizilkAyA, mesut• Machbarkeitsstudie zur umsetzung der Integration von radio Frequency Identification (rFID) – Technologie im Gepäckmanagement von Airlines(Prof. Dr. ralf S. Mayer)

kobityAnskAyA, yAnA • Konzeption und einsatz der IT-Kom-plexitätsmessung als wesentliche un-terstützung für die Aufwandschätzung in der IT-Anwendungslandschaft einer deutschen Großbank (Prof. Wentzel, Prof. Bleimann)

krAFt, urs henning • Konzept für eine Configurations .Management Datenbank als Baustein für einen unternehmensleitstand (Prof. Bleimann, Prof. Andelfinger)

kretschmer, simon • Konzipierung und Implementierung von OS-Abstraktionsschichten für ein embedded Framework (Prof. Wietzke, Prof. raffius)

krouPA, thomAs • Outsourcing (Prof. Wentzel, Prof. Steffensen)

lAu, wAi-mAn• Qualitätssicherung im eTL-Prozeß (Prof. Schestag, JCu)

löhnerz, jens • Analytisches Data-Mining im Custo-mer relationship Management (Prof. Schütte, Prof. Karczewski)

logA, mArtin • Nebel, Diesigkeit, rauch und Feuer in animierten dreidimensionalen Szenen(Prof. Hergenrö­ther, Prof. Groch)

lorsbAch, stePhAn• entwurf und realisierung eines modularen Frameworks zur entwick-lung graphischer Anwendungen unter einbeziehung elementarer Vr- und Ar-Welten (Prof. Dr. Wolf-Dieter Groch)

mArchAl, FloriAn • Vertraulichkeit benö­tigt mehr als nur Verschlüsselung (Prof. Schütte, Prof. Lenz)

michel, mArius • Prozeduale Beschreibung und er-zeugung virtueller urbaner Szenen (Prof. Wiedling, Prof. Wietzke)

mohebbiAn, Amin • entwurf und Implementierung einer SIP Videokonferenzanlage – Integrati-on einer e-Learning Komponente mit Whiteboard (Prof. Fuhrmann, Prof. Massoth)

neuhAuser, thomAs • Anforderungsanalyse und Konzep-tion der erweiterung des Visualisie-rungstools für Architekturmodelle (VIT) der SD&M AG um alternative Oberflächen mit Mehrbenutzer-fähigkeit (Prof. Andelfinger, Prof. Lenz)

oPderbeck, steFAn • Design und Development of Instru-ments for the Detection and Visualiza-tion of Modelling Patterns in CADModels (Prof. Karczewski, Prof. Dr. rewe)

PotthAst, steFAn• Approaches for Asynchronous Com-munication in Web Applications(Prof. Dr. Stephan Karczewski)

PotthAst, steFAn • Different approaches for asynchro-nous server requests in web commu-nications (Prof. Karczewski, Prof. Dr. rowe)

rAFiei, bijAn • Data Mining im Business Intelligence(Prof. Wentzel, Prof. Karczewski)

rAitseV, nikolAi • Datenbankzugriffstechnologien für Batch-Verarbeitung unter Perfor-mance- und Wertbarkeitsaspekten im Java-umfeld (Prof. erbs, Prof. Wiedling)

rechel, FloriAn • SpeLL (Prof. Harriehausen, Prof. Dr. Hasker)

rehm, christiAn • Kalibrierung eines immersiven Projektionssystems (Prof. Groch, Prof. Hergenrö­ther)

schmitt, FrAnk• entwurf und realisierung eines modularen Frameworks zur entwick-lung graphischer Anwendungen mit Schwerpunkt 2D-/3D-Bildverarbeitung(Prof. Dr. Wolf-Dieter Groch)

schuschkleb, mAnuAl • Service-Oriented Pattern System for a Medium-Sized Investment Bank (Prof. Andelfinger, Prof. H. Konovlow)

seghAtoleslAm, rAmin • Vergleich der DWH-entwicklungs-werkzeuge – Firma Cognos und Oracle 10g (Prof. Wentzel, Prof. Frank)

senkoV, juliA • erstellung einer Anwendung/eines Prototypen für das Metadatenreporting im SAP BW (Prof. Wentze, Prof. Karczewski)

strugA, denisA • Prozessoptimierung der Verwaltung von Konten und Berechtigungen vom T-Online Vertrags-Archiv (Prof. Wentzel, Prof. Lenz)

sujAn, gregor • Modeling of Learning Content on the Basis of Learning Preferences (Prof. Bleimann, Prof. rö­ll)

teVeroVski, sergej • Konzeptioneller und inhaltlicher Aus-bau eines Prototyps zur Definition und Generierung von automatischen Tests(Prof. Schestag, Prof. Kreling)

trobitius, jAn• Anwendung der „Common Criteria For Information Technology Security evaluation“ (CC) / ISO 15408 auf ein SOA registry-repository der Software AG (Prof. Dr. uta Stö­rl)

ulzheimer, jochen • entwicklung eines legalen Filesha-ringsystems auf Basis des BitTorrent Protokolls (Prof. Fuhrmann, Prof. reichardt)

Vollert, tobiAs • einführung von Business Process Management im entwicklungsprozess von Standardsoftware (Prof. Andelfinger, Prof. Bleimann)

weigAnd, mAry wAngAri • Document Design and generation for freight forwarding operations (Prof. Andelfinger, Prof. Lenz)

wolters, jAro • Design and Implementation of an examination Scheduling Tool (Prof. Kreling, Prof. Dr. Qi Yang)

diPlom-, bAchelor- und mAsterArbeiten

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Querschnitt 21

1�7

zint, steFFen • entwicklung eines Chaos-Moduls für das Graphik-Anwendungs-Frame-work WISP (Prof. Groch, Prof. Wiedling)

iuwburAndt, AlexAndrA• Zur Nutzerakzeptanz des Bildungs-portals „Lesen in Deutschland“: Logfile-Analyse und Befragung(Dr. rittberger)

gimbel, christiAn • Optimierung von Call Center Informationssystemen und -versor-gungsprozessen – eine informations-wirtschaftliche und informationstech-nische Analyse(Dr. Jö­rs)

oehlke, christine • Digitale Buchformen in Bibliotheken (Dr. Steierwald)

rühl, mArkus • Konzeption einer Datenbank zur Wettbewerbsbeobachtung für das InfoCenter der Deutschen Bank AG. Bedarfsanalyse – Datenmodellierung – evaluierung mö­glicher Quellen(Dr. Michelson)

wintrich, christoPher • Optimierung von Call Center Informationssystemen und -versor-gungsprozessen – eine informations-wirtschaftliche und informationstech-nische Analyse(Dr. Jö­rs)

koschinsky, gesA • Kommunikationswege beim e-Learning – erhebung zur Nutzung durch Studierende an der Hochschule Darmstadt(Dr. Ferber)

mühleisen, kenneth• Nutzenbewertung von Informations-vermittlungsstellen am Beispiel der DZ Bank AG(Dr. Michelson)

kFleckenstein, steFAn • Fehleranalyse bei der Produktion eines Fußgängerschutzsensors(Prof. Dr. Schrö­der)

AbrAhA, simon• Vergleich verschiedener Kunststoff-texturen in Abhängigkeit von Werk-stoff und Farbe(Prof. Dr. Stengler)

dreissig, johAnnA• untersuchen von kurzfaserver-stärkten Thermoplasten (PA6.6) unter dem Aspekt der Betriebsfestigkeit(Prof. Dr. Waller)

gundelsheimer, wolFrAm• Konzeption und Konstruktion eines ringfö­rmigen Karosserie-Spantes aus Faserverbundkunststoff(Prof. Dr. Krausse)

hAu, eVA• rekonstruktion des Faserverbunds der „Pro racer SPA XL Hans“ Schale mit Hilfe von LS-Dyna(Prof. Dr. Krausse)

mAier, ingo• Konzeption eines Lower Leg Stiffe-ners als Hybridlö­sung aus Struktur-schaum und Kunststoffspritzgzuss.(Prof. Dr. Schrö­der)

nierbAuer, Axel• Modellierung des Versagensverhal-tens von PMI-Hartschaumstoffen(Prof. Dr. Waller)

schrAmek, mArcus gerhArd• Durchführbarkeitsanalyse einer schweizer Niederlassung eines kunst-stoffverarbeitenden Betriebes(Prof. Dr. Waller)

sebö, Peter• entwicklung eines modifizierten PA 6.12 für den technischen einsatz im Automobilbau(Prof. Dr. Weinlein)

theodorou, desPinA• Auswirkung des Faserlänge auf die mechanischen eigenschaften von Langfaserverstärkten Thermoplasten(Prof. Dr. Stengler)

mbehA, christiAn• Konzeption und prototypischer Auf-bau eines generativen Fertigungsver-fahrens zur erzeugung großvolumiger Modelle mit Industrierobotern (Prof. Dr.-Ing. Walther)

bock, dennis• Konstruktion einer Verstellvorrich-tung für Sonden in Verdichterprüf-ständen(Prof. Dr.-Ing. Angert)

dittmAr, thomAs• Konzeption, Konstruktion und Bau eines Notfallkoffers zur medizi-nischen erstversorgung (Telemedizi-nische Arbeitsstation für Notfälle)(Prof. Dr.-Ing. Walther)

dörsAm, AlexAnder• entwicklung einer Fertigungs- und Montagestrategie für eine Achsauf-hängung (Prof. Dr.-Ing. Walther)

gAul, nAdine• unterbodenverkleidung-akustische Behandlung, Aerodynamik und Funk-tionsintegration(Prof. Dr.-Ing. Angert)

hAAss, jürgen• Konstruktion einer Lasteinleitung für Schwingfestigkeitsversuche an Nutzfahrzeug-Kurbelwellen nach methodischen Gesichtspunkten (Prof. Dr.-Ing. Langer)

knoonthong, tom• Arbeitssicherheit und Gefahrenana-lyse an exemplarisch ausgewählten Maschinen der Firma Carle(Prof. Dr.-Ing. Walther)

müller, thomAs• entwicklung, Konstruktion und Auf-bau einer einrichtung zum Kalibrieren von Kraftaufnehmern mit stoßartiger Belastung(Prof. Dr.-Ing. Langer) schäFer, mArion• Konzeption und Konstruktion eines Fahrzeugprüfstandes für All Terrain Vehicles(Prof. Dr.-Ing. Langer)

schäFer, steFAn• erstellen eines Bestandsverzeich-nisses über korrosionsgefährdete Kabinenaufbauten(Prof. Dr.-Ing. Schrader)

stAAb, mAnuel• erstellung von „Lessons Learned“ für die Nutzfahrzeug-Interieurent-wicklung bei der DaimlerChrysler AG(Prof. Dr.-Ing. Langer)

stegmAnn, steFAn• Mathematische erfassung der kon-vektiven Verluste eines Strahlungs-heizsystems(Prof. Dr.-Ing. Schrader)

weber, christiAn • entwicklung eines Messverfah-rens zur Bestimmung von Antriebs-strangsteifigkeit und -dämpfung in Kraftfahrzeugen mit trockenen Schaltkupplungen für den Zustand „Anfahren“(Prof. Dr.-Ing. Langer)

zeller, lenz simon• Optimierung und Haftungsuntersu-chung der Klebung im Wurzelbereich eines rotorblattes der Windenergie-anlage repower MM82(Prof. Dr.-Ing. Walther)

mdArAjA, emersonPink, johAnnes • VW Fox (Commercial) (Prof. Katharina Kafka)

bAuer, jAcQuelinecohAusz, jörg • 3D Animated Game Trailer (Prof. Claudia Sö­ller-eckert)

el-jorr, nAthAliekim, myung-sookschwikAl, kAroline • rewind and replay (Prof. Thomas Carlé, Prof. Thomas Burnhauser)

FernAndez, jAninAlehnert, mArtin • StopMotion-Project „Le Crabe Jongleur“ (Prof. Tilmann Kohlhaase)

FrAnk, jonAthAnFreber, Frederik • „Change of perspective“ – romeo und Julia in Kranichstein (Prof. Thomas Carlé)

gräning, tobiAssterr, gunter • Mobile Widgets – effiziente Informationsvermittlung auf mobilen endgeräten (Prof. M. richter)

groePPer, christoPhmock, romAn • „Frühstück ohne ei“, Kurzfilm, szenisch (Prof. Thomas Carlé)

kwiAtkowski, jAkobPFeil, christiAnschAdhAuser, FrAnz-xAVer • Showfusion (Interactive Imagefilms) (Prof. Katharina Kafka)

becker, AndreAs • Audio edutainment Application (Prof. Claudia Sö­ller-eckert)

bittner, christin • Waldemar. An Interactive Animated Screen Book for Children (Prof. Dr. Hans Puttnies)

Fitz, sebAstiAn • „The crawler“ an animation of a 3D computer model showing the front crawl technique to visualize details and also show common faults (Prof. Tilmann Kohlhaase)

hetzel, AndreA • Nuran – Dokumentarfilm über Nur-an David Calis (Prof. Thomas Burnhauser)

jöck, FAniA • Konzept für die multimediale Kommunikation im Showroom des eNPS Technologiezentrums mit dem Schwerpunkt Interfacegestaltung unter Berücksichtigung der vorhande-nen Medien sowie des raumkonzepts (Prof. C. Sö­ller-eckert)

liPP, hilmAr • Herstellung des szenischen Kurz-films „revolver“ (Prof. Thomas Carlé)

mensch, ninA VAleskA • Zyklus Dirigent – Dokumentarfilm (Prof. Moritz Bergfeld)

müller, sAskiA christinA • Concept and Development of an Interactive Television Advertisement for the automotive Industry (Prof. Hubert eisner)

köhnen, rebekkA • Interkulturelles Screen-Design – Optimierung von internationalen Onlineangeboten der SAP AG unter Berücksichtigung kulturspezifischer Anforderungen (Dipl.-Des. Th. Noller)

koszior, dAniel • entwicklung eines intelligenten Agents zur Migration templatebaierter Webauftritte am Beispiel des COMNeT (Prof. Dr. Harriehausen-Mühlbauer)

lAutenschläger, melAnie • erlebnis von Synästhesie in einem medialen System (Prof. C. Sö­ller-eckert)

Polek, eliAne • I’ll meet you in the Circle – Gra-fische und interaktive umsetzung des „Yarning Circle“, eines Community Tools zur Verkö­rperung der Art und Weise des Denkens, erzählens und Navigierens der Aboriginal People Australiens, von der realen Welt in das digitale Medium Internet (Prof. A. Krajewski)

regAli, benjAmin • Puremusic – creating a music station id (Prof. Katharina Kafka)

remler, Annette • Lautlos – experimenteller Kurzspielfilm (Prof. Thomas Burnhauser)

rocco, clAudio • 3D Character Creation (Prof. Claudia Sö­ller-eckert)

röhner, Antje • Ambient Displays (Prof. A. Krajewski)

schäFer, mArtin dominik • entwicklung eines Systems zum interaktiven Aufbau von Informations-

diPlom-, bAchelor- und mAsterArbeiten

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Querschnitt 21

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Netzwerken sowie dessen Anwen-dung in Form eines Musik-Portals (Prof. C. Sö­ller-eckert)

schAPer, jenniFer • „Little Teddy“ – entwicklung einer TV-Serie im Preschool-Bereich – Bib-le, Script, Storyboard, Teaser (Prof. Tilmann Kohlhaase)

scheFzyk, björn • Mobile Branded Network Operator (Prof. M. richter) scheirmAnn, christiAn • Konzeption einer optimierten Benutzerführung für Gelegenheits-nutzer am Beispiel SAP Manager Self Service (Prof. Dr. A. Steinmetz)

schommer, ingo • collborative filtering witz rSS (Franz Spies) storck, cArsten • Konzeption und erstellung eines recruitainment-Systems für die Fra-port AG (Prof. C. Sö­ller-eckert)

strAub, benjAmin • entwicklung einer Applika-tion zur Lautstärken-messung mit dem Handy (Prof. M. Bergfeld)

strobel, timo • motionslides – erarbeitung eines Workflows für die erstellung compu-tergestützter interaktiver rich Media-Präsentationen (Prof. Dr. Steinmetz)

syring, VeronikA • Ich sehe was, was du nicht siehst. ein Dokumentarfilm über drei außer-gewö­hnliche Künstler. (Prof. Dr. Hans Puttnies)

troitzsch, AlexAnder• Konzeption eines Trend-Manage-ment-Systems, basierend auf seman-tischen Netzen (Prof. Dr. A. Steinmetz)

mnAltmAnnsPerger, cArsten • einfluss der Ansteuer- und um-weltbedingungen auf den Farbort von LC-Displays und weißen LeDs(Prof. Dr. Brinkmann)

beissel, gui • Berechnung der ruinwahrschein-lichkeit für die Captive aus Property-Schäden für Arcelor (Prof. Thümmel)

crössmAnn, tobiAs • Decodierung des Strichcodes PDF417 und Code-Qualitätsanalyse(Prof. Dr. Heckenkamp, Prof. Dr. Neser)

dieFenbAch, Viktor • rare earth Materials and Fiber Designs for High-Power MID-Ir Fiber Lasers(Prof. Dr. Brinkmann, Prof. Dr. Heddrich)

Forthuber, jens • Bestimmung der Modulationstrans-ferfunktion eines Fluoroskops(Prof. Dr. Blendowske, Prof. Dr. Strö­bel)

gischAs gerAld• Online-Überwachung der Qualität von roboscan-Laserschweißnähten mit Hermographie – untersuchung zur Machbarkeit (Prof. Dr. Neser, Dr. Heckenkamp)

götz, Axel • Aufbau und Inbetriebnahme eines dentalen Optical Coherence Tomogra-phiy Systems(Prof. Dr. Blendowske, Prof. Dr. Heddrich)

grAeFen, PAtrick• Neue Auswertealgorithman für die konfokale Weißlicht-Mikroskopie(Prof. Dr. Netzsch, Dr. Heckenkamp)

heckmAnn, AlexAnder • Modellierung der digitalen Übertra-gungskette einer Konsumerkamera zur Optimierung des Optikdesigns(Prof. Dr. Brinkmann, Prof. Dr. Hedd-rich)

hüFner, dominik • Geometrischer und farblicher Abgleich von CCD-Kameras in einer definierten Beleuchtungs-situation(Prof. Dr. Sandau, Prof. Dr. Neser)

kAbiri, FAtimA • untersuchung von mikro- und makroö­konomischen Kennzahlen als einflussfaktor auf die Credit-Spread-entwicklung(Prof. Pfeifer)

kAlb, sebAstiAn mAx • Approximation von regel-geo-metrien zur Messgenauigkeit eines 3D-Sensors auf Basis der VDI/VDe-richtlinie 2634(Prof. Dr. Ohser, Prof. Dr. Strö­bel)

loukili, doniA • Stornoabzüge in der temporären Todesfallversicherung – eine Be-standsaufnahme(Prof. Bach)

mAchel, rAFAel • erstellung eines Bildverarbeitungs-systems zur automatischen Qualitäts-kontrolle von Laserbarren(Prof. Dr. Neser, Prof. Dr. Heddrich)

mAyr, ForiAn• untersuchung der Tonerpartikel-dichte in Abhängigkeit der Druck-punktumgebung(Prof. Dr. Schmidt, Prof. Dr. Scharfenberg)

müller, christoFFer • Simulation von lichttechnischen eigenschaften von diffus-streuendem Plexiglas®(Prof. Dr. Brinkmann, Prof. Dr. Hedd-rich)

ostheim, dominik • untersuchung des thermischen Verhaltens eines Verkehrslidarts(Prof. Dr. Scharfenberg, Prof. Dr. Heckenkamp)

rosner, christiAn • entwicklung einer Messmethode zur Bestimmung von Verunreinigungen in dünnwandigen spritzgegossenen Teilen(Prof. Dr. Neser, Prof. Dr. Brinkmann)

roth, steFAn • Calibration of the Collimators for a Fizeau Type Interferometer by Interfe-

rometric Wavefront Measurements(Prof. Dr. Blendowske, Prof. Dr. rohl-fing)

schäFer, robert • erkennung und Klassifikation von Defekten auf Stents(Prof. Dr. Heckenkamp, Prof. Dr. Sandau)

simon, sAndy • earth Gravity Field Modelling for Operational Simulators(Prof. Wenisch)

sPringhoFF, Axel • Dynamisches Anfahren einer Schwenk-Neigekopf-Zoom-kamera unter der Bildverarbeitungssoftware NeuroCheck(Prof. Dr. Sandau, Prof. Dr. Scharfenberg)

stengel, tom • Infrarotmesstechnik mit Thermopiler(Prof. Dr. Heddrich, Prof. Dr. Brinkmann)

stöcklein, Veit• Spektrometrische untersuchung von Haarquerschnitten unter dem Mikroskop(Prof. Dr. Schmidt)

stolz, steFFen • Tossionsbestimmung des mensch-lichen Auges(Prof. Dr. Netzsch, Prof. Dr. Neser)

wAlther, Peter • Characterization of an ultrafast Ti: Sapphire oscillator by single mode and multimode OPS pump lasers(Prof. Dr. Heddrich, Prof. Dr. Brink-mann)

welk (geb. koch), tobiAs • Qualifizierung ausgewählter CMOS-Bildsensoren für den einsatz in intelligenten Kameras in industrieller umgebung(Dr. Heckenkamp, Prof. Dr. Scharfenberg)

welk, steFFie • Goniospektrometrische Messungen an Humanhaaren(Prof. Dr. Schmidt)

sstePhAnie herrmAnn• Postpartale Depressionen und ihre Auswirkungen auf die Mutter-Kind-Beziehung

lenA ziegler • Zur Lebenssituation von Geschwis-tern behinderter Kinder

sukbohlAnd, lAurA• Datenschutzrechtliche Problematik bei der Videoüberwachung an ö­ffent-lichen Plätzen

dumke, christine• Übertragbarkeit automatisierter Patentverwaltung von Großbetrieben auf den Mittelstand

griesenbeck, FloriAn• Datenschutzrechtliche Probleme des Internet

gross, dAniel• Open-Source, Freeware und Share-ware – Lizenzierung und weitere rechtliche Aspekt

hAhn, oliVer• Der Datenschutz im Telekommuni-kations-bereich und seine entwick-lung im Zuge der Terrorismusbe-kämpfung

heichele, edgArd AndreA• Lizenz- und datenschutzrechtliche Aspekte des IT-Outsourcing

koch, FloriAn• Phishing

mAlek, isAbelle mArcellA• rechtliche Aspekte nationaler und internationaler Domain-Names unter einbeziehung von ICANN und dem Konflikt um die Internetressourcen

mAuer, AnnikA• Nationale Ausfuhrkontrollrege-lungen für Software und einbindung solcher regelungen in AGB

meyer, miriAm• Mitarbeiterdatentransfer im Konzern

nAdolskA, kAtArzynA• erläuterung und Vergleich der deutschen Verkehrsgeltung und des amerikanischen „secondary meaning“

seiFert, miriAm• Compliance – rechtliche und regulative Anforderungen für elektro-nische Dokumenten-Technologien am Beispiel Dokumentenmanagement-Systeme (DMS)

schiedler, michAel• Probleme urheberrechtlicher Ver-wertung im Bereich der neuen Medien

schneider, jessicA• Digitale Wasserzeichen und urhe-berschutz im digitalen Zeitalter

schneider, liliA• Software- und Softwarebezogene erfindungen. Der Schutz von Innovati-onen im Spannungsfeld von urheber-recht und Patentrecht

schwärzel, jAnA• Markenrechtliche Probleme im Internet

schröder, diAnA• Filmindustrie und Internet: ein unlö­sbarer Konflikt?

schoPPer, denis• Vertragsmanagement im Outsourcing

stern, sonjA• Digital rights Management bei Computerspielen – Die Lizenzkette vom urheber bis zum endnutzer

stern, tim• rechtliche Fragen des Internetradios

weber, sebAstiAn• Werbung im Internet

diPlom-, bAchelor- und mAsterArbeiten

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wAbrAhAm, christoPh • Neugründung eines Nischenan-bieters in der Individualhotellerie am Beispiel der Konzeption eines Baumhotels(Dr. Neu, Dr. Bossert)

Achilles, AndreAs • evaluierung von Nahwärmeversor-gungssystemen unter ö­konomischen und ö­kologischen Aspekten (Prof. Dr. Meyer-renschhausen)

Al-kAdi, Ari • Strukturierte Gasbeschaffung eines endverteilers – auf Grundlage gene-rierter Vertriebsportfolien (Prof. Dr. Meyer-renschhausen)

Ali, rAssul • Konzeptentwicklung für CDM-Pro-jekte. risikoanalyse der projektbezo-genen Generierung von CO2-Zertifi-katen (Cers) (Prof. Dr. Meyer-renschhausen)

AllmAnn, Anne • Analyse von Fernsehwerbung mit Prominenten(Dr. rö­hrig, Dr. Dannenberg)

AlVes loPes, luis duArte • effizienzsteigerung der Absicherung von Fremdwährungsrisiken durch Zentralisierung, unter Zuhilfenahme von Multibankenplattformen – Das Beispiel Merck S. A. und Merck KGaA (Prof. Dr. Kiermeier)

Angermeier, kAi • Methoden der normativen, strate-gischen und operativen Vorsteuerung, eine Darstellung auf Basis des neuen St. Galler Management-Modells (Dr. Manz, Herr Prasch)

APelt, ingo • umsetzung der Anreizregulierung in Deutschland – Auswirkungen auf die Netzbetreiber unter besonderer Berücksichtigung der Netzqualität (Prof. Dr. Meyer-renschhausen)

AsbrAnd, nAdine • Aktuelle Herausforderungen und Konsequenzen für eine erfolgreiche Markenführung(Dr. rö­hrig, Herr Bolz)

Austen, siljA • Bonusprogramme als Instrument des Customer relationship Marketing – unter besonderer Berücksichtigung des bahn.bonus-Programms der Deutschen Bahn AG(Dr. rö­hrig, Herr Marc Petry)

bärmAnn, kerstin • Controlling eines IT-umstruktu-rierungsprojektes am Beispiel der Degussa (Prof. Dr. Manz)

bäuerlein, nicole • Triple Play der zweiten Generation – Zukünftige entwicklungsmö­glich-keiten und -potentiale von Triple Play(Dr. Ohl, Herr Schwab)

bAll, cArinA • radio Frequency Identifikation(Dr. Ohl, Dr. Dannenberg)

bArtel, ingA • Marktforschung in China – eine Analyse der Tätigkeiten deutscher Marktforschungsinstitute auf dem chinesischen Markt (Prof. Dr. Schellhase)

beck, christiAn • Die Prüfung von beizulegenden und geschätzten Werten nach nationalen und internationalen Gesichtspunkten (Dr. Bossert, Herr Hans)

begic, VildAnA • Business Plan für Design, Herstel-lung und Vertrieb modischer Busi-ness-Oberbekleidung und Acces-soires für Damen und Herren(Dr. Dannenberg, Herr Niegel)

bender, doriAn • Konzeption zur Neuorientierung eines Merchandising-Shops am Bei-spiel der Caparol-Firmengruppe(Dr. Neu, Herr Vasconcelos)

bennett, christoPher • Markenwachstum an der Grenze? – Verlust der Verbrauchergunst für die Marken im Spannungsfeld der Discount- und Handelsmarkenent-wicklung(Dr. Dannenberg, Herr Janson)

besier, nAdine • Nationale und internationale Verfah-ren der Immobilienbewertung – ein analytischer Vergleich ihrer Leis-

tungsfähigkeit und Anwendbarkeit in der Praxis (Prof. Dr. Zubrod)

best, cAtAlinA • Aufbau eines Kennzahlensystems zur Optimierung von Vertriebsaktivi-täten(Dr. Manz, A. Blecher) bonn, hubert • Ausgewählte Fragestellungen zu den Investor relations einer bö­rsen-notierten Immobilien-Aktiengesell-schaft (Prof. Dr. Kiermeier)

brAnd,juliA • Bewertung von Marktchancen für verschiedene effektpigmente im Verpackungsbereich hinsichtlich des Segments Tabak(Dr. Neu, Dr. Weiden)

buchholz, jürgen • erstellung einer Marketing-Konzep-tion für das mittelständige Bauge-werbe unter Berücksichtigung der Spezifika des Dienstleistungs- und des B2B-Marketings (Prof. Dr. Schellhase)

bücking, nicole • Analyse des Wertes und der erfolgsfaktoren von Brandwebsites – Am Beispiel der neuen Mercedes-Benz. Com(Dr.rö­hrig, Herr Lakowski)

bügler, AnjA • event-Marketing (Prof. Dr. Dannenberg)

bürger, christiAn • Marktchancen für Gewerbestrom-produkte (Prof. Dr. Meyer-renschhausen)

buhl, juliA • erlebniswertorientierte Markenfüh-rung von Luxusprodukten(Dr. rö­hrig, Dr. Dannenberg)

cAttA, christiAn • IAS/FrS relevanz für den Mittel-stand anhand ausgewählter Standards(Dr. Wiese, Dr. Bossert)

Von ciriAcy-wAntruP, jAnA • Vergleich der Werbung in Deutsch-land und ausgewählten arabischen Ländern(Dr. rö­hrig, Dr. Seibert)

coskun, hAsAn • Customer Value Management in Bezug auf die Automobilbranche(Dr. Manz, Dr. rö­hrig)

dexheimer, elenA • Customer relationship Management (CrM) am Fraunhofer SIT (Sichere Informations-Technologie) (Prof. Dr. Ohl)

dogAn, yesim • Analyse der erfolgsfaktoren von Auslandsentsendungen in unter-nehmen und deren Bedeutung für personalwirtschaftliche Steuerungs-instrumente zur Optimierung von Aus-landseinsätzen (Prof. Dr. Beiersdorf)

ebeling, jAn-nicholAs • entwicklung eines e-Commerce Konzeptes unter Berücksichtigung des Multi-Channel-Konflckts(Dr. Dannenberg, Herr Gromer)

eke, izzet • Bilanzierung und Bewertung von Leasingvertragsabschlüssen nach HGB und IAS/IFrS – Vergleich und kritische Bestandsaufnahme(Dr. Manz, Dr. Bossert) eligül, sinAn • entwicklung einer Outsourcing-strategie für ein mittelständisches unternehmen – eine theoretische und praktische untersuchung (Herr Kutyniok, Herr Heinig)

elsbAch, tAnA • Chancen und risiken digitaler Per-sonalakten bei der Merck KGaA(Dr. Beiersdorf, Dr. Meyer)

ePke, hermAnn • Die Bedeutung des Comversience-Aspektes für die Marketing Politik einer unternehmung(Dr. Dannenberg, Prof. Hoffmeister)

Fechter, jens • Controlling in Klein- und mittelstän-digen unternehmen(Dr. Manz, Herr Schampera)

Fischer, michAel • Maßnahmen zur Sanierung kleiner und mittelgroßer Kapitalgesell-schaften – eine kritische Bestands-aufnahme und Analyse des derzeit

verfügbaren Instrumentariums(Dr. Bossert, Dr. Lutschewitz)

Frey, christinA• Analyse der Potentialbeturteilung im rahmen der Führungskräfteent-wicklung bei der robert Bosch GmbH am Standort Stuttgart-Feuerbach(Dr. Beriersdorf, Frau engelhardt)

gAubAtz, ulrich • Analyse der aktuellen entwick-lungstendenzen der klassischen Budgetierungsmethoden (Prof. Dr. Manz)

georgi, michAel • Strukturierung und Optimierung der energie- und Medienversorgungskos-ten industrieller Standorte (Prof. Dr. Meyer-renschhausen)

gernAnd, reginA • Das Zivil- und ö­ffentlich-recht-liche risiko der Geschäftsleitung in Kapitalgesellschaften und deren Versicherbarkeit (Prof. Dr. Schulz)

göckes, simone • rahmenbedingungen der photovol-taischen energienutzung in Austra-lien. Schwerpunkt: evaluierung der staatlichen Fö­rderinstrumente und ihre Auswirkungen auf die Wirtschaft-lichkeit (Prof. Dr. Meyer-renschhausen)

gottwAld, clAudius • Optimierte Strombeschaffung mit Hilfe von Stromlastprofilen – darge-stellt am Beispiel von Liegenschaften der Stadt Frankfurt (Prof. Dr. Meyer-renschhausen)

grAFe, biAncA • Auswirkungen der neuen Studien-abschlüsse Bachelor und Master auf das Personalmanagement der ernst & Young Ag: erarbeitung und umset-zung von Handlungsempfehlungen in ausgewählten Aufgabenfeldern (Prof. Dr. Meyer)

guckes, johAnnA • Imagetransfer durch event-Marke-ting(Dr. rö­hrig, Dr. Dannenberg)

günster, rebeccA • Ziele und Instrumente zur Fö­rde-rung erneuerbarer energiequellen (Prof. Dr. Meyer-renschhausen)

hAbib, jubrAn • Potenzialanalyse dezentraler auto-nomer energiesysteme zur Sicherung einer nachhaltigen Stromversorgung in Irak (Prof. Dr. Meyer-renschhausen)

hAller, steFAnie • Auswahl und einführung eines PPS-Systems in einem mittelständischen unternehmen(Dr. Ohl, Herr W. Hesse)

hAuFler, christoPh • entwicklung einer Marketing-Ver-triebsstrategie für ein Software-ent-wicklungsunternehmen (betriebswirt-schaftliche Individualsoftware)(Herr W. Hesse, Dr. Ohl)

hAussner, cArsten • Leasing als Bestandteil der kom-munalen Finanzierungsgruppe – eine kritische Analyse der Cross-Border-Leasing(Herr Kutyniok, Dr. Bossert)

heinig, PAtrick • Mergers & Acquisitions – eine theoretische und empirische unter-suchung(Dr. Bossert, Dr. Bonnard)

heinrich, joAchim • real estate Investment Trusts (re/TS) – Die geplante einführung in Deutschland unter besonderer Berücksichtigung der bilanziellen Behandlung(Dr. Bossert, Prof. Kutyniok)

henss, AlexAnder • Konzeption und entwicklung eines datenbankbasierenden Listingsys-tems für die Steigenberger Hotels AG (Prof. Dr. Hildebrand)

herber, cArsten • Die Auswirkungen des enWG s auf die eVu s im Bereich der Netznut-zungsentgelte und der Anreizregulie-rungen (Dr. Führ)

höreth, thomAs • Category Management – eine erfolgreiche Wertschö­pfungspart-nerschaften zwischen Handel und Industrie(Dr. Manz, Herr Tremp)

diPlom-, bAchelor- und mAsterArbeiten

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Querschnitt 21

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huckenbeck, sylViA • Optimierung der erfolgsfaktoren im Handelsmarketing durch Imple-mentierung eines Brand Management Systems am Beispiel von IPAC bei der Adam Opel GmbH (Prof. Dr. Dannenberg)

jAcoby, christiAn • Auswirkungen von Basel II auf kleine und mittelständische unter-nehmen (Prof. Hartmann) jordAn, michAel • Die Mindestanforderungen an das risikomanagement (Marisk) und ihre Implementierung bei einem mittel-großen ö­ffentlich-rechtlichen Kreditinstitut (Sparkasse Darmstadt) (Prof. Dr. Kiermeier)

jungmAnn, olenA • einführung eines CrM-Systems in einem internationalen tätigen unter-nehmen(Dr. Ohl, Herr Peisker)

kAblitz, kerstin • unbundling-Probleme, Chancen, risiken – dargestellt an einem Beispiel in der energiewirtschaft (Prof. Dr. Bossert)

kAchAnoVA, irinA • e-Procurement(Dr. Manz, Herr Steinbach)

kAschurA, michAel • Generation 50 plus im Kino(Dr. Neu, Frau reuscher) kAuschke, mArinA• unternehmenswertorientiertes Controlling und Value reporting im Konzern durch Performance Measurement (Prof. Dr. Kiermeier)

kesternich, kAy • Auswirkungen der Dienstleistungs-richtlinien in der Cateringbranche (Prof. Dr. Hahn)

kiriAkidou, kAllioPi • Standort Griechenland: Finanzwirt-schaftliche, Gesellschaftsrechtliche und steuerrechtliche Standortfak-toren, eine systematische Analyse(Dr. Bossert)

kirchenmAyer, tAnjA • Markenführung und Markenkom-munikation im Business-to-Business-Bereich am Beispiel des Laborge-schäftes der Sparte Live Science & Analytics der Merck KGaA (Prof. Dr. Dannenberg)

klein, irinA• ertragswertverfahren versus DCF-Methoden – ein systematischer Vergleich gängiger Methoden der unternehmensbewertung(Dr. Bossert, Herr Kutyniok)

klisch, AlexAnder • untersuchung und Handlungsemp-fehlungen zur Weiterentwicklung des T-Online Vorteilsportals zum Kunden-bindungsinstrument(Dr. Dannenberg, Herr Wengorz)

kobylkA, doris • eventmanagement in der Wirtschaft und Politik – Gemeinsamkeiten, Trends, Strukturen und Strategien aktionsorientierter Kommunikation (Prof. Dr. Schellhase)

krAus, dominic • entwicklung eines Prozesskos-tenmodells für die umsetzung von Stromlieferverträgen im liberalisier-ten energiemarkt – dargestellt am Beispiel der e.ON Sales & Trading GmbH (Prof. Dr. Meyer-renschhausen)

küllmer, diAnA • Internationale Marketing-Analysen und Marketing-Strategien für wä-getechnische erzeugnisse in Zeiten globalen Wettbewerbsdrucks – Her-ausforderungen und Handlungsemp-fehlungen am Beipiel der HBM GmbH (Dr. Jordan)

kumP, guisePPinA • Zwischen Standardisierung und Dif-ferenzierung – Internationale Werbe-strategien in Theorie und Praxis (Dr. Jordan)

lAAroussi, AbdelkArim• electronic Commerce in Deutsch-land – Am Beispiel der Firma Dell GmbH(Dr. Ohl, Herr Schwarz)

lAng, mAjA • einführung des SAP-Moduls Le-WM im Fertigwarenlager der Hottinger

Baldwin Messtechnik GmbH (Prof. Dr. Hildebrand)

li, zhen • Vergleich von chinesischer und deutscher Werbung für internationale Marken unter besonderer Berück-sichtigung europäischer Produkte(Dr. rö­hrig, Dr. Dannenberg)

liebel, sAschA nicolAs • Kommunikative Ansprache der Generation 50+ in der Werbung: The-oretische Grundlagen und praktische umsetzung (Prof. Dr. Schellhase)

liegl, AnjA • Die Bilanzierung von entwicklungs-kosten nach IAS/IFrS und ihre Be-sonderheiten im Vergleich zwischen Automobil- und Pharmabranche (Dr.Bossert, Dr. Lutschewitz)

lorz, nelli • Marketing und Kommunikationskon-zept für den Fachbereich Informatik, der Hochschule Darmstadt(Dr. Neu, Dr. Wentzel)

luckhArdt, heiko • Basel II und die Auswirkungen auf den deutschen Mittelstand (Prof. Dr. Kiermeier)

ludewig, dAnielA • Begründung und Beendigung von Arbeitsverhältnissen im Mittelstand mit Hinblick auf die geplanten Ände-rungen durch den Koalitionsvertrag von CDu, CSu und SPD (Prof. Dr. Schulz)

mAnitius, soniA • emotionale Werbung – unter beson-derer Berücksichtigung der Lebens-mittelwerbung(Dr. rö­hrig, Dr. Dannenberg)

mArenholz, yVonne • Die Anwendung des Corporate Go-vernance Kodex in deutschen unter-nehmen(Herr Niegel, Dr. Bossert)

mAuser, nicole • entwicklung eines Standortkon-zeptes für reihenhäuser im Preis-wertsegment am Beispiel Mingols-heim – im Auftrag des Heidelberger Bauträgers e&K Hausbau GmbH(Dr. Manz, Herr epple)

mehner, AlexAndrA-mAreike• Marketing für effektpigmente für Kunststoffverpackungen: Trendalayse und Marktentwicklung (Prof. Dr. Schellhase) michAelis, AnnikA • Auswirkungen des Versandhandels auf die Marketingstrategien von Ge-nerika-unternehmen – dargestellt am Beispiel der Merck dura GmbH (Prof. Dr. Dannenberg)

michel, lAurA • untersuchung von Potentialen für eine effizienzsteigerung in der Kredi-torenbuchhaltung der Pirelli Deutsch-land GmbH(Dr. Manz, Herr rebscher)

michl, nicole • Methoden elektronischer Beschaf-fung – Theoretische erkenntnisse und praktische erfahrungen bei der Merck KGaA (Prof. Dr. rebstock)

mössinger, melAnie • Analyse und Neuausrichtung der IT Strategie- und Planungsprozesse der Lufthansa Passage Airline (Prof. Dr. Hildebrand)

müller, christin • Supply Chain Operations reference – Aufgaben und Herausforderungen für Marketing und Vertrieb am Bei-spiel des Geschäftsgebiets Bindemit-tel & Additive der rö­hm GmbH & CO KG (Prof. Hartmann)

müller, AndreA• Auswirkungen zielgruppenspezi-fischer Qualifizierungsmaßnahmen auf die Overall equipment efficiency(Dr. Meyer, Herr Müller-Kattwinkel)

müller, kerstin• Problematik der Überschuldungs-prüfung insolvenzgefährdeter unter-nehmen – eine kritische Analyse(Dr. Bossert, Dr. Lutschewitz)

müller, kurt • Optimierung der Lagerbestände und Kosten im Werbemittelbereich der Wella AG (Prof. Dr. Hildebrand)

müller, nAdine • Bilanzierung/Bewertung von Finan-zinstrumenten unter Berücksichti-gung des neugefassten IAS 39(Dr. Bossert)

nAgel, FrAnk• entscheidungskriterien und Wirt-schaftlichkeitsanalyse für den einsatz einer Standardsoftware zum Beteili-gungsmanagement (Prof. Dr. Hildebrand) neuschitzer, lucie • Mezzanine Finanzierungsformen für kleine und mittelständische unter-nehmen (Prof. Dr. Zubrod)

niel, holger• Design und entwicklung eines webbasierenden Händlerbestell- und Informationstools im Informations- und Telekommunikationsbereich unter Berücksichtigung der vorhandenen Systemumgebung(Herr W. Hesse, Dr. Ohl)

nissen, sVenjA • Positionierung der Marke Sommer& Co unter Berücksichtigung der ver-schiedenen Vertriebsformen(Dr. Dannenberg, Herr Praum)

obert, dAniel • Weiterentwicklung eines Kenn-zahlensystems zur Optimierung des Kraftwerkseinsatzes im liberalisier-ten Strommarkt – dargestellt am Bei-spiel der Stadtwerke München GmbH (Prof. Dr. Meyer-renschhausen)

ockel, hjAlmAr• Diffusion und Information(Dr. Ohl, Herr Schmitt)

PedrosA cArrAsco, Asuncion • Financial Supply Chain Management – ein Ansatz zur Optimierung der unternehmensfinanzierung(Dr. Manz, Dr. Haghsenor)

Pein, mArkus • entwicklung eines globalen Marke-tingkonzeptes für einen dentalen Arbeitsstuhl(Dr. Dannenberg, Herr Lehmann)

PrAsse, FrAnk • Bilanzierung des Clearing-Ge-schäfts nach deutschen und in-ternationalen rechnungslegungs-

grundsätzen unter besonderer Berücksichtigung der deutschen wertpapierrechtlichen Vorschriften des Bö­rsG, des KWG und des WpHG (Prof. Dr. Bossert)

PtAk, PAtrick • Die Dienstleistungsbranche in Deutschland(Herr Vasconcelos, Prof. Niegel)

rebscher, steFAnie • Implementierung eines Online-Bestellsystems im Business-to-Business-Bereich am Beispiel des unternehmens Dell (Dr. Ohl, Frau Glaser)

reschke, steFAnie • Differenzierung durch einen re-launch im preisaggressiven Wett-bewerb am Beispiel der Maggi Fix Produkte (Prof. Dr. Dannenberg)

reibold, AllA • Internationale Produktpolitik bei kurzlebigen Konsumgütern(Dr. rö­hrig, Dr. Dannenberg)

reibold, juliA • Analyse von Kennzahlen als Teil eines Controllingorientierten Be-richtswesens zur Steuerung und Kontrolle der Produktion(Dr. Manz, Herr Niegel)

ringelmAnn, AndreAs • Produktbegleitende Dienstleistun-gen eines regionalen energieversor-gungsunternehmens zur Stützung der Konzessionsverträge (Prof. Dr. Meyer-renschhausen)

roth, christiAn • Marketing für neue Versorgungs-formen im deutschen Gesundheits-markt – Der einsatz sekundärer Dienstleistungen der Merck Pharma GmbH für ausgewählte Kundengrup-pen – Schwerpunkte Arztnetze (Prof. Dr. Dannenberg)

rothermel, michAel • Customer Focus Marketing: Auf Kunden und Marktsegmente fokus-sierter Marketing- und Vertriebsan-satz im B2B-Geschäft am Beispiel des Laborreagenzien-Geschäfts (unter-nehmen Merck KGaA) (Prof. Dr. Ohl)

diPlom-, bAchelor- und mAsterArbeiten

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sAleh, AsmAhAn • Analyse der Kundenzufriedenheit zur Steigerung des unternehmenser-folges – eine theoretische und empi-rische Studie im Mobilfunksektor(Dr. Ohl, Herr Sang)

sAric, AntonijA • Konzeption einer Lehreinheit „Busi-ness Behavior“ für Hochschulen (Prof. Dr. Meyer) sAttler, AlexAnder• Vendor Managed Inventory (VMI) als Konzept zur zentralisierten Dispositi-on bei der Merck KGaA (Prof. Dr. Hildebrand)

schäFer, denise • Weiterbildung interner Mitarbeiter/-innen(Dr. Beiersdorf, Frau Schafhäuser)

schäFer, liAne • Analyse des Autoglasmarktes in 3 europäischen Ländern – Abteilung einer Marketing-Strategie für die General Motors europe GmbH (Prof. Dr. Schellhase)

scheibe, hAnns-christiAn • Latente Steuern im einzel- und Konzernabschluss(Dr. Bossert, Herr Schneider)

schmAltz, michAel • Analyse und Systematisierung der Telemarketingaktivitäten der Henry Schein Dental Depot GmbH (Prof. Dr. Manz)

schmitt, kAi-Volker • Investor relations im Internet eine Betrachtung in Theorie und Praxis(Dr. Bossert, Dr. Lutschewitz)

schmitt, melAnie • Die entwicklung eines globalen Marketingplans für ein pharmazeu-tisch innnovatives Produkt – das Beispiel Sarizotan (Prof. Dr. Schellhase)

schmitt-stuhlträger, kAti • Organisationsberatung im Autohaus – eine institutionenö­konomische Ana-lyse (Prof. Dr. Dannenberg)

schorling, lArs • Wie gewinne ich Kunden von Wett-bewerbern in der Softwareindustrie (Dr. Dannenberg, Herr uebe)

schottmüller, elke • Der Stellenwert der berufsbeglei-tenden IHK-Weiterbildung zum/zur geprüften Personalfachkaufmann/-frau im Vergleich zu Hochschulab-schlüssen in Wirtschaftswissenschaf-ten aus der Sicht der Wirtschaft(Dr. Beiersdorf, Dr. Schulz)

schuler, monikA • Positionierung des Vermö­gensre-portings in der Bank als Gebühren-pflichtiges Produkt(Dr. Dannenberg, Herr esposito)

schulz, AlFred • Analyse der Faktoren für Kunden-zufriedenheit und Methoden zu deren konstanten Messung am Beispiel der Degussa AG, Geschäftsbereich Methacrylate (Prof. Bauer)

schumAnn, jürgen• Projektorganisation in internationa-len Projekten – Vergleichende Analyse ausgewählter Konzepte (Prof. Dr. Seibert) schütze, corneliA • Harmonisierung des Projektcontrol-lingprozesses im Bereich Pharma ethicals der Firma Merck KGaA (Prof. Dr. Seibert)

sciAngulA, giusePPinA • Kundenbindung als Instrument zur erreichung von strategischen Wettbewerbsvorteilen – dargestellt am Beispiel der DyStar Textilfarben GmbH (Prof. Dr. Ohl)

seitz, melAnie • emotionale erlebniswerte zur Positionierung von Marken nicht-alko-holischer Getränke, unter besonderer Berücksichtigung des Produktbe-reichs Mineralwasser (Dr. rö­hrig, Dr. Dannenberg)

selinA, cem • Triple Play der zweiten Generation – Zukünftige entwicklungsmö­glich-keiten und -potentiale von Triple Play(Dr. Ohl)

sPAll, nAdjA • Internationale Markenpolitik(Dr. rö­hrig, Dr. Danenberg)

stein, ninA • Standardisierte Außenhandelsfinan-zierung für den deutschen Mittelstand (Prof. Dr. Kiermeier) stillger, mArtin • Markenbildung im B2B Bereich am Biespiel der Wäge- und Diagnosesys-teme „Multirail“ der Schenck Process GmbH (Prof. Dr. Schellhase)

sturm, AlexAnder • Analyse und entwicklung der strategischen Zusammenarbeit mit Geschäftspartnern am Beispiel der Degussa AG / Geschäftsbereich rö­hm Methacrylate (Prof. Dr. Hildebrand)

tAnner, regine soFiA • Visuelle Kommunikation – Strate-gien, Trends und erfolgsfaktoren in Wirtschaft und Politik (Prof. Dr. Schellhase)

thimAs, jordAn • entwicklung eines Leitfadens für Obtimierung von Interneträsenzen – am Beispiel der Firma arotop food environment GmbH(Dr. Ohl, Dr. Vö­sgen)

turAlijA, Anton • Analyse von IFrS reLe-Standards für kleine und mittelständige un-ternehmen und deren Akzeptanz in Kroatien unter Verdeutlichung der Chancen für den Internationalen Kapitalmarkt(Dr. Wiese, Herr egger)

tusch, jAn-hendrik • Analytische Betrachtungsweise des Vertriebswegs Strukturvertrieb im Versicherungs- und Finanzdienstleis-tungssektor(Dr. Dannenberg, Dr. Neu)

unterköFler, sAbine • American Depositary receipts (ADr) – Bestandsaufnahme, Auswertung und Interpretation der gelisteten deutschen unternehmen in den uSA(Prof. Dr. Kiermeier)

Vetter, georg • Abgrenzung zwischen Operate- und Finance-Leasing im rahmen von IT-Outsourcing-Projekten unter Be-achtung des IAS 17 und IFrC 4 sowie der Laesing-erlasse der deutschen

Finanzverwaltung (Dr. Bossert, Herr Piller)

wAldhAus, christine • Ansätze zu einer Qualitätskontrolle der Abschlussprüfung im Lichte des APAG sowie der eu-Prüferrichtlinie(Dr. Bossert, Dr. Lutschewitz)

wAlter, dierk • Auswahl und einführung eines PPS-Systems in einem mittelständischen unternehmen(Dr. Ohl, Herr W. Hesse)

weilAnd, jochen • A marketing approach – Schneider electric from a product provider to a solution provider (Prof. Dr. Neu)

welter, AndreAs • Synoptische Analyse internationaler Analystenbewertungsverfahrengrundla-gen von Analystenrankings (Prof. Dr. Manz)

werner, kostAntin • Die Liquidität als primäre Grö­ße im ergebniszielorientiertenen Controlling im Systemansatz von Profi-Fußballclubs(Dr. Bossert, Dr. Prö­ckl)

westerhoFF-VidAl, luisA • Applications of rFID in Deduction Management(Dr. rebstock, Herr Krish Mantripra-gada)

woolFord, michelle • Kritische erfolgsfaktoren des Perso-nalmanagements von Impatriates am Beispiel der Deutschen Lufthansa AG(Dr. Beiersdorf, Frau Munding)

yAylA, seVgi • Bilanzierung und Bewertung von Leasingvertragsabschlüssen nach HGB und IAS/IFrS – Vergleich und kritische Bestandsaufnahme(Dr. Bossert)

zikeli, AnA • Steuerliche Behandlung der privaten Altersvorsorge im rahmen der vor- und nachgelagerten Besteuerung(Herr Hartmann, Dr. Bossert)

zöller, AndreAs • Auswirkungen des elektro- und elektronikgerätegesetzes (elektroG) auf produzierende unternehmen der elektronikindustrie (Prof. Dr. Meyer-renschhausen)

diPlom-, bAchelor- und mAsterArbeiten

Institut f. Techn. Physik, KarlsruheIntermediales Design, Wiesbadeni.views, DarmstadtJames Cook university, TownsvilleJohn Deere, MannheimJost-Werke GmbH, Neu-IsenburgJupitec GmbH, MesselKarl Mayer Textilmaschinenfabrik, ObertshausenKeM GmbHKompetenzzentrum für Fluoreszente Bioanalytik (KFB), regensburgKreiswerke GelnhausenKreuzer + Schulze elektronik, DarmstadtLexmark Deutschland, DietzenbachLogba GmbH, LangenLucebit GmbH, MannheimLufthansa Technik AG, FrankfurtMAINOVA AG, Frankfurt/MainMerck dura GmbHMerck KGaA, DarmstadtMerck PharmaMonopol GmbH, FrankenthalMPI für Astronomie, HeidelbergNATurPur energie AG, DarmstadtNestle Deutschland, Frankfurt/MainNeurocheck GmbH, remsedeN-Zyme BioTecO2 Germany GmbH & C. oHG, NürnbergOmnitron AG, GriesheimOPTIMA Maschinen-Fabrik Dr. Bühler, Schwäbisch-HallPanDacom Direkt GmbH, DreieichPCe ZwingenbergPC-Ware Information Technologies AGPirelli Deutschland GmbH, BreubergPolygon-Technology DarmstadtPostbankrandstad Deutschland GmbHreA elektronik GmbH, Mühltal-Waschenbachrepower Systems AG, rendsburgrobert Bosch GmbHrobert Bosch GmbH, Gerlingenrobert Bosch GmbH, Stuttgartrö­hm GmbH & CO KGrö­hm, Darmstadtrytec GmbH, Frankfurt/MainSAP AGSAP AG, Walldorf

Scanware BickenbachSchampera Spedition, DarmstadtSchenck Process GmbHSchunk Kohlenstofftechnik GmbH, HeuchelheimScil TechnologySeW eurodrive GmbH & Co KG, BruchsalSiemens AG, AmbergSiemens AG, DuisburgSiemens AG Power Transmission and Distribution, Frankfurt/MainSiemens A&D, Frankfurt/MainSiemens VDO Automotive AG, BabenhausenSirona Dental Systems GmbH, BensheimSommer & Co.Sparkasse DarmstadtStadt FrankfurtStadtwerke München GmbHSteigenberger HotelSüwag Netz GmbH, Frankfurt/MainSurTec Deutschl.GmbH ZwingenbergSYKO Gesellschaft f. Forschung u. entwicklung, MainhausenTesat Spacecom GmbH & Co KG, BacknangTreubau Verwaltung GmbH, MannheimT-Online International, DarmstadtT-Systems enterprise Services GmbH, DarmstadtT-System enterprise Services GmbH SSC eNPSTyco electronics AMP GmbH, BensheimuBS Deutschland AH, Frankfurt/Mainul Germany GmbH,Neu-Isenburgunilever Deutschland GmbH, Heppenheimunilever, Werk Mannheimunion Invest, Frankfurt/Mainuniversity of Platteville, WisconsinViaoptik, WetzlarVisolution GmbH, KandelVitronic GmbH, WiesbadenWella AG, DarmstadtWelter engineering, DarmstadtZentaris GmbH FrankfurtZF Sachs, Schweinfurt

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aap Biomaterials GmbH & Co KG, Dieburg ABB Stotz Kontakt GmbH, Heidelberg Adam Opel GmbH, rüsselsheimAlstom, MannheimALV Laservertriebsges. mbh, Langen AM Tech, WetzlarArCeLOrAreva, erlangenAreVA energietechnik DSF-C, Frankfurt/MainAtmel Germany GmbH, HeilbronnB-Krantthornion, Consulting, Zagreb, KroatienBASF, Ludwigshafenbauverein AG, Darmstadtbemotiv Digital Media GmbH, Hochheim/M.BBT Thermotechnik GmbH, LollarBKA, WiesbadenBMW AG, MünchenBrAIN AG, ZwingenbergBT (Germany) GmbH & Co oHG, München Calibration engineering Hohmann CeH, Mö­mlingenCarle, MannheimCeoTronics AG, rö­dermarkCinemax, DarmstadtCIP City Personalbüro, MannheimClariant Verwaltungsgesellschaft, Frankfurt/MainCoherent Inc., Santa. Clara CA., uSACollege of Optics & Photonics, Orlando FloridaCommerzbank Frankfurt/MainConitec Datasysteme, DieburgConsumer Insight, Frankfurt/MainContinental Automotive Systems, Fankfurt/MainContinental Teves AG & Co. oHG, FrankfurtDaimlerChrysler AG, StuttgartDaimler Chrysler, ulmDegussa AGDegussa AG, Geschäftsbereich rö­hm MethacrylateDegussa AG, Hanau-WolfgangDell, Frankfurt/MainDeutsche Bahn AG, Frankfurt/MainDeutsche Bank AGDeutsche Flugsicherung, LangenDeutsche Lufthansa AG, Frankfurt/MainDeutsche Telekom AGDeutsche Telekom, T-Online, DarmstadtDILAS, MainzDIPF, FrankfurtDIT Ireland

Dt. Montan Technologie GmbH, essenDublin, IrelandDystar GmbH, LudwigshafenDyStar Textilfarben GmbHDZ Bank AGeintracht Frankfurt Fußball AG, Frankfurt/MaineMPA, St. Gallenentelechon, regensburge.ON Sales & Trading GmbHernst&Young AG, FrankfurteSOCeTH ZürichFB CuB, Hochschule DarmstadtFB e/Telekommunikation, Hochschule DarmstadtFB I, Hochschule DarmstadtFerro GmbH, FrankfurtFraport AGFraport, Flughafen AG FrankfurtFraunhofer IPA, StuttgartFraunhofer SITFraunhofer Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF, MagdeburgFraunhofer Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD, DarmstadtFraunhofer Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuver-lässigkeit LBF, DarmstadtFreudenberg Service KG, WeinheimFujitsu Microelectronics europe GmbH, LangenGeneral Motors europe GmbHGenzyme VirotechGesellschaft für Schwerionenforschung (GSI), DarmstadtGlobalNet Cameroun, Douala/KamerunHBM GmbHHeAG Südhessische energie AG, DarmstadtHeimann Sensor, eltvilleHertie-Institut für klinische HirnforschungHessischer rundfunk, FrankfurtHIMA Paul Hildebrand GmbH + Co KG, Brühl b. MannheimHoriba Automotive Test Systems GmbH, Darmstadt Hottinger Baldwin Messtechnik GmbHHSe Technik GmbH, DarmstadtIC-Haus GmbH, BodenheimIGDV, h_daIMSTec, Mainz-WeisenauIng.büro H. Assmann, Gemünden, HunsrückInstitut für graphische Datenverarbeitung der Hochschule Darmstadt

dAnksAgung

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Querschnitt 21

Wir danken den folgenden unternehmen und Institutionen für ihre freundliche Bereitschaft an examensprojekten unserer Studentinnen und Studenten im vergangenen Sommersemester mitzuwirken:

imPressum

herausgeberPräsidentin der Hochschule Darmstadtuniversity of Applied SciencesHaardtring 10064295 Darmstadt

kontaktZentrum für Forschung und entwicklung (ZFe)Herr Dipl.-Geogr. Jürgen LinneweberHaardtring 10064295 DarmstadtTelefon 06151 . 16 - 80 15Telefax 06151 . 16 - 89 88

VerlagVerlag für Marketing und Kommunikation GmbH & Co. KGFaberstraße 1767590 MonsheimTelefon 06234 . 9 09 - 0Telefax 06234 . 9 09 - 400www.vmk-verlag.de

redaktionHochschulmarketingreferat für Presse- und ÖffentlichkeitsarbeitTelefon 06151 . 16 - 80 59Telefax 06151 . 16 - 89 00e-Mail presse@h-da.de

druckVMK Druckerei GmbH Faberstraße 1767590 MonsheimTelefon 06234 . 9 09 - 110Telefax 06234 . 9 09 - 100www.vmk-verlag.de

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Querschnitt 21

gestaltungBeCKer SPÄTH Konzept und DesignFrankfurter Straße 44 64293 Darmstadt Telefon 06151 . 599 07 50 Telefax 06151 . 599 07 52e-Mail info@beckerspaeth.de

unter Leitung von Herrn Prof. Christian Pfestorf,CD-Beauftragter der h_da

FotoJo Henker (S. 2, 14, 15, 17, 18, 98, 102 Abb. 4)www.johenker.de

Photocase (S. 110)www.photocase.com

Alle weiteren Fotos wurden direkt von den einzelnen Fachbereichen gestellt.

Für die sachliche richtigkeit der Beiträge dieses Magazins sind die Autoren verantwortlich.

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