Bücher veröffentlicht von Fraunhofer Verlag

Ein starker Standort benötigt die starke Zusammenarbeit multipler Akteurinnen und Akteure - dies gilt auch für das Feld des zukünftigen Wohnens. Mit der Entwicklung des Future Living Modells und der daraus entstehenden Future Living Heilbronn 2040+ Konzepte wird im Report "Future Living 2040+ - Ein Modell zur Konzeption anziehender Wohn- und Lebensumgebungen sowie begleitender Servicekonzepte für zukünftige Talente und Fachkräfte am Beispiel des Innovationsraums Heilbronn" auf diesem wissenschaftlich fundierten Ansatz aufgebaut. Der Report präsentiert innovative, gemeinschaftsorientierte Future Living Konzepte für Heilbronn in Form von drei Wohnwelten und einer digitalen Future Living Service-Plattform. Zudem wird die Entwicklung der Future Living Konzepte beschrieben, um das Modell auf weitere (Stand-)Orte adaptieren zu können. Das Projektteam am Fraunhofer IAO hat eine eigene modellhafte Vorgehensweise entwickelt, um damit die ganzheitliche Konzeptentwicklung für künftige Wohn- und Lebensräume in Heilbronn und an anderen Orten zu unterstützten. Im Fokus steht, den Bereich der immateriellen Chancen und Werte sichtbar und in künftige Konzeptentwicklungen für Wohnraum und Quartiere integrierbar zu machen. Die Ergebnisse des Projekts können durch das Zusammendenken der Bereiche Wohnen, Leben und Arbeiten zu einem innovativen Heilbronner Wohn-Ökosystem beitragen und eine ganzheitlich Stadtentwicklung anstoßen.

Neben der heute marktbeherrschenden Drahtverschaltung von Solarzellen bietet die Schindelverschaltung eine attraktive Alternative. Beim Schindeln werden Solarzellen leicht überlappend mit leitfähigen Klebstoffen direkt mechanisch und elektrisch miteinander verbunden. So wird über die Packungsdichte nicht nur der Wirkungsgrad von Solarmodulen gesteigert, sondern auch ihr Erscheinungsbild wesentlich homogener und damit ästhetisch ansprechender. In dieser Dissertation werden Fragestellungen zur mechanischen Stabilität dieser Fügetechnik bei thermischen Beanspruchungen des Solarmoduls im Betrieb behandelt und Ansätze aufgezeigt, basierend auf der Schindeltechnik signifikant verschattungsresilientere Solarmodule herzustellen. Alterungsexperimente in Kombination mit strukturmechanischen Simulationen zeigen die thermomechanische Zuverlässigkeit von Schindelsolarmodulen und werden zur Aufklärung von charakteristischen Rissbildungen an der Fügestelle eingesetzt. Zum Nachweis der Verschattungsresilienz wird ein auf der Monte-Carlo-Methode basierender Ansatz zur Ermittlung globaler Leistungsmittelwerte bei Verschattung erarbeitet, diskutiert und zu bereits vorhandenen Ansätzen abgegrenzt.

Um Methoden der künstlichen Intelligenz (KI) in IT-Systemen der industriellen Produktion nachhaltig und operativ einzusetzen, bedarf es der Methodik des KI-Engineering. KI-Engineering adressiert die systematische Entwicklung und den Betrieb von KI-basierten Lösungen als Teil von Systemen, die komplexe Aufgaben erfüllen. Ziel ist es, das Innovations- und Optimierungspotenzial von KI-Verfahren in der industriellen Produktion nutzen zu können.Die Studie spannt die Dimensionen für KI-Engineering-Anwendungen auf, umreißt die qualitativen Anforderungen in der Entwicklung und im Betrieb unter dem Blickwinkel des Anwenders und Entscheiders. Verschiedene Anwendungsfälle werden in vier Autonomiestufen eingeordnet: von KI-basierten Assistenzfunktionen bis hin zu autonomen und adaptiven Systemen. Zudem werden passende Lösungsmethoden aufgezeigt.Ein Kapitel widmet sich den technischen und organisatorischen Schulden beim Einsatz von KI-Methoden. Hierin wird als Antwort das KI-Engineering-Vorgehensmodell PAISE® im Kontext bestehender Modelle aus dem Data Mining und dem Software-Engineering erläutert. Im Anschluss werden relevante Initiativen und Projekte beschrieben und anstehende Entwicklungen umrissen.

Dieser Sammelband befasst sich mit regionalem Strukturwandel und transformativen Entwicklungen auf der regionalen Ebene. Zunächst werden theoretische Sichtweisen zu regionalem Strukturwandel und regionaler Transformation dargestellt. Der folgende Beitrag diskutiert das Konzept der vorsorgenden Strukturpolitik und stellt unterschiedliche Facetten von Prävention dar. Der wirtschaftliche Strukturwandel im Saarland ist Thema eines weiteren Beitrages. Er zeigt auf, wie sich die Spezialisierung auf einzelne Wirtschaftsbereiche im Saarland entwickelt hat. Nachfolgend werden Nachhaltigkeitstransformationen im Bausektor diskutiert und Transformationspotenziale anhand der Bioökonomie und kreislaufwirtschaftlicher Ansätze abgeleitet. Danach erfolgt anhand der Strategie der intelligenten Spezialisierung die Entwicklung eines konzeptionellen Rahmens, der den Prozess in der Entwicklung regionaler Strategien aufdeckt. Der abschließende Beitrag entwickelt Gedanken zu neuen politischen Ansätzen für strukturellen Wandel und Transformation in Regionen, mit denen transformative Veränderungsprozesse angestoßen werden können.

Was wäre, wenn wir Arbeitsumgebungen entwickeln würden, die sich hochindividuell an einzelne Nutzer anpassen könnten? Arbeitsplätze, die erkennen bei welchen Umgebungsparametern wir bei unterschiedlichen Tätigkeiten am besten arbeiten können und dann unsere persönlichen Idealwerte einstellen. Oder Arbeitsplätze, an denen das Fenster uns einen erholsamen, virtuellen Anblick eines Bergsees einspielt, weil es Zeit für eine Pause wäre.Mit Hilfe von im Raum integrierter IoT-Technologie, Sensoren in Smartwatches und maschinellem Lernen könnten derartige Umgebungen bald real werden. Aber welche Funktionen eines »Cognitive Environments« würden positiv aufgenommen werden und an welcher Stelle wäre mit Skepsis zu rechnen? Welchen Stellenwert hat die persönliche Kontrolle bei der Aktivierung einzelner Funktionen? Wäre es vorstellbar, das eigene Präferenzprofil mit anderen zu teilen? Um das herauszufinden, wurden im Projekt Office 21® rund 50 mögliche Funktionen für Nutzende und Betreiber in einer Online-Befragung untersucht. Die Ergebnisse zeigen großes Interesse potenzieller Nutzerinnen und Nutzer, geben aber auch Hinweise zu möglichen Herausforderungen bei der Umsetzung.

This report discusses the functionality and potential of Non-Fungible Tokens for various sectors in the context of token economy, crypto, blockchain and the Metaverse. It is intended to clarify for which purposes the characteristics of Non-Fungible Tokens can be profited from and which developments can be expected in the future due to the NFT technology.The presented research insights are a result of the FutureHotel Innovation Network under the leadership of Fraunhofer IAO.The report covers the following topics:- Envisioning NFTs in a token economy- Introduction into Non-Fungible Tokens- Explaining NFT in the context of blockchain, web3, highlighting controversies, sustainability and trends- NFT use cases- NFT applications in different business segments- NFT applications in a FutureHotel- Overview of relevant studies and booksReaders should be able to draw concrete conclusions for themselves and their companies with immediate relevance for action. They should also be slowly introduced to this complex topic which will undoubtedly become increasingly important in the upcoming years.

In der vorliegenden Dissertation wird der Zusammenhang zwischen der Vision einer Circular Economy - als ein Lösungsansatz - und der Lebenszyklusanalyse - als ein Bewertungsansatz - im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung auf Mikro- bzw. Produktebene dargestellt und potentielle Spannungsfelder näher beleuchtet. Daraus resultierend wird der methodische Weiterentwicklungsbedarf in der Auswertung produktbezogener Lebenszyklusanalysen zur verbesserten Berücksichtigung der Belange einer Circular Economy aufgezeigt und anhand der sog. "Life Cycle Gap Analyse" ein möglicher Lösungsansatz vorgestellt.Zwei konkrete Anwendungsbeispiele, bei denen ein Einweggetränkebecher und ein Stellring für eine geregelte Pendelschieber-Ölpumpe näher beleuchtet werden, demonstrieren den Nutzen des Konzepts und zeigen auf, wie eine systematische Integration von Denkweisen und Strategien zur Schließung technischer Kreisläufe in die Praxis des Life Cycle Assessment und Life Cycle Costing erfolgen kann. Gleichzeitig nimmt der Autor im Sinne der Vision einer Circular Economy eine notwendige Einschränkung der Methode hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit vor. Die Dissertation liefert damit einen relevanten Beitrag zu mehr Nachhaltigkeit auf Produktebene.

The performance limit of monocrystalline silicon solar cells is almost reached. Onlymarginal effects are limiting the excess carrier lifetime of nowadays used materials.Nonetheless it is interesting to investigate and characterize the limiting effects toimprove the performance even further and to deepen the understanding, enabling newapproaches and novel cell structures.This thesis tries to characterize limiting defect in high standard Gallium doped siliconvia lifetime spectroscopy. To assess the validity of the results, the limits of thiscommonly used method (lifetime spectroscopy) are analyzed by evaluation of simulatedlifetime data. Further, a guideline for future lifetime evaluations is given which canimprove the outcome of the complex evaluation and helps differentiate between bulkand surface effects.

Die nächste Generation Quantentechnologien birgt immenses Innovationspotenzial für unsere Wirtschaft und Gesellschaft sowie für zahlreiche Branchen und ist für Deutschland und Europa von enormer Bedeutung. Quantentechnologien könnten revolutionäre Lösungen und Anwendungen in Bereichen wie Nachhaltigkeit, Effizienz, Sicherheit, Telekommunikation, Computertechnik und Medizin ermöglichen.Fraunhofer ist ein unverzichtbarer Partner der europäischen Industrie und fungiert zugleich als Integrator und Multiplikator für disruptive Technologiesprünge, weshalb neue Quantentechnologien in unserem Forschungsportfolio eine zentrale Rolle spielen. Mit dem vorliegenden Buch unterstreicht Fraunhofer seine Expertise und Erfahrung beim Thema quantentechnologische Innovationen in den Bereichen Sensorik, Bildgebung, Kommunikation und Computertechnik, und zwar sowohl bei der Erforschung der wissenschaftlichen Grundlagen als auch beim Transfer in die Anwendung.

Die Widerstandsfähigkeit von Wertschöpfungssystemen gegenüber Störfällen aller Art entwickelt sich immer mehr zu einem entscheidenden Wettbewerbsfaktor. Dies zeigt nicht zuletzt auch die Covid-19-Pandemie. Sie verdeutlicht, wie unterschiedlich stark Unternehmen von Krisen betroffen sein können.Der vorliegende Sammelband führt aktuelle Erkenntnisse in der Resilienzforschung zusammen und zeigt auf, wie Unternehmen ihre Resilienz erfassen, beurteilen und kontinuierlich verbessern können. Dabei widmet sich der Sammelband theoretischen Diskursen zum Thema Resilienz und Wertschöpfung sowie methodischen Ansätzen, die zur Messung von resilienten Systemen beitragen. Daneben liefert er praxisorientiertes Wissen zur Resilienz für die Zukunft von Wertschöpfungsnetzwerken in verschiedenen Branchen und stellt konkrete Handlungsempfehlungen vor. Der Sammelband richtet sich an Führungskräfte, die ihr Unternehmen resilienter ausrichten wollen, aber auch an Forschende sowie Entscheidungstragende in Politik und Gesellschaft.

Eine wesentliche Kernkompetenz des Fraunhofer-Instituts für Naturwissenschaftlich-Technische Trendanalysen (INT) ist die flächendeckende, systematische und kontinuierliche Technologiefrühaufklärung, um technologische Entwicklungen frühzeitig zu identifizieren und hinsichtlich ihres weiteren Potenzials zu bewerten. Besonders hervorzuheben ist dabei der Anspruch einer flächendeckenden Analyse aller möglichen relevanten Technologieentwicklungen in einem sog. 360°-Scanning-Prozess.Dieses Buch dokumentiert wesentliche Ergebnisse der diesbezüglichen Arbeiten aus den Jahren 2009 bis 2021. Es liefert interessante Erkenntnisse sowohl zu einzelnen Trends als auch zu übergreifenden Fragestellungen der technologieorientierten Zukunftsforschung. Zunächst werden die wesentlichen Aspekte des Scanning- bzw. Monitoringprozesses am INT skizziert. Hier hat es in den letzten Jahren interessante Weiterentwicklungen hin zu einer maschinellen Unterstützung gegeben mit dem Ziel, der zunehmenden Informationsflut Herr zu werden bzw. weiter zu bleiben. Nach der Vorstellung des in diesem Zusammenhang entstehenden Unterstützungssystems folgen im Hauptteil des Buches mehr als 130 Einzelbeiträge über neue Technologien und ihre potenziellen Anwendungen.

Dieser Studienreport basiert auf einer Befragung von über 400 Betriebs- und Personalratsmitgliedern und anderer Mitglieder gesetzlicher Interessenvertretungen zu deren Bedarfen, Vorlieben und Voraussetzungen für digital unterstütztes Lernen. Anhand zahlreicher Grafiken werden die Befragten und ihre Anforderungen zur Organisation und Ausgestaltung des Lernens im Allgemeinen und des digitalen Lernens im Besonderen präsentiert. Umfassende Schlussfolgerungen benennen Eckpunkte zur Entwicklung von zielgruppengerechten, digital unterstützten Weiterbildungsangeboten. Ausführungen zum Umfragedesign und der im Anhang abgebildete Fragebogen ermöglichen die methodische Einordnung. Die Befragung wurde im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Verbundprojekts "Digitallabor für Non-Profit-Organisationen 4.0" (DigiLab NPO) durchgeführt (FKZ 02L18A230 ff.). Für die Durchführung verantwortlich sind die ver.di Bildung und Beratung gGmbH, das Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement der Universität Stuttgart und das Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation.

Künstliche Intelligenz (KI) gilt als Zukunftstechnologie, die auch die Sachbearbeitung nachhaltig prägen wird. Doch welche Anforderungen stellen Beschäftigte an KI, damit der Technikeinsatz zur Verbesserung von Arbeitsergebnissen und Arbeitsbedingungen beitragen kann? Und welche besonderen Herausforderungen sind mit KI für die Arbeit betrieblicher Interessenvertretungen verbunden? Die hier vorliegende Studie nimmt die Beschäftigtenperspektive auf KI in der Sachbearbeitung in den Blick. Dazu werden zunächst die Wünsche und Bedürfnisse von Beschäftigten bei der KI-Nutzung vorgestellt. Darauf aufbauend werden die Anforderungen an Betriebs- und Personalräte im Kontext der KI-Nutzung diskutiert und Handlungsmöglichkeiten im Rahmen der »prozessorientierten Mitbestimmung« aufgezeigt. Schließlich werden Aktivitäten sowie Beratungs- undUnterstützungsleistungen der Gewerkschaften dargestellt, die den KI-geprägten Wandel der Sachbearbeitung unterstützen. Der vorliegende Band 7 ist ein Teil der Studienreihe »Automatisierung und Unterstützung in der Sachbearbeitung mit Künstlicher Intelligenz« des BMBF-Verbundprojektes »SmartAIwork - Zukunft der Betriebsabläufe«.

Der Bericht »FutureHotel - Employee Profiles« präsentiert die aktuelle und zukünftige Veränderung der Berufsprofile in Hotellerie und Gastronomie. Die Ergebnisse zeigen den Einfluss der Digitalisierung sowie mögliche Automatisierungs- und Substitutionspotentiale der beruflichen Tätigkeiten. Daneben werden zeitliche und räumliche Flexibilisierungspotenziale, veränderte Anforderungen an die Kompetenzprofile der Mitarbeiter und Veränderungen der typischen Karrierepfade dargestellt. Auf Basis aktueller Trends und Entwicklungen werden darüber hinaus auch neue Berufsprofile für das Gastgewerbe vorgestellt. Auf Grundlage der wissenschaftlich fundierten Erkenntnisse aus einer empirischen Umfrage unter knapp 4000 Arbeitnehmern, Interviews mit Vertretern von Berufsverbänden und Expertenworkshops werden die etablierten Berufe in die Zukunft projiziert. Handlungsbedarfe und Optimierungspotenziale werden ebenso aufgezeigt wie Maßnahmen zur Steigerung der Arbeitgeberattraktivität und der Mitarbeiterzufriedenheit. Die Studie richtet sich an interessierte Mitarbeiter und Arbeitgeber im Gastgewerbe, Berufs- und Branchenverbände, sowie Menschen, die zukünftig im Gastgewerbe tätig sein möchten.

Die ab dem Jahr 2021 auslaufende EEG-Förderung stellt viele Betreiber von alten Solar- und Windkraftanlagen vor das Problem, neue, kostendeckende Geschäftsmodelle zu finden. Das vom BMWi geförderte Forschungsprojekt SMECS (Smart Energy Communities) untersucht Wege, durch Nutzung von Kooperations- und Digitalisierungskonzepten mit Hilfe eines Plattformansatzes kleine Erzeuger zu vernetzen und ihre Position im Energiemarkt zu stärken. Der angewandte Community-Ansatz stärkt dabei insbesondere regional ausgerichtete Aktivitäten. Im Fokus des Projekts standen die Entwicklung und Erprobung von Community-Konzepten in Kombination mit innovativen Smart Services, die in einer offenen und erweiterbaren Serviceplattform gebündelt wurden. Die untersuchten Smart Services umfassen dabei u. a. KI-basierte Prognosemodelle, Blockchain-Verfahren für lokale Stromherkunftsnachweise und Digital Contracts. Dabei wurden nicht nur momentan aus technischer und regulatorischer Sicht mögliche Konzepte betrachtet, sondern auch versucht, einen Blick in die (mögliche) Zukunft zu werfen. Die Ergebnisse des Projekts SMECS sind in diesem Bericht zusammengefasst.

Fraunhofer FIT kombiniert Methoden des Design Thinking mit User-Centered Design, um Innovationsprozesse zu begleiten. Wir unterstützen euch dabei herauszufinden, WAS zu tun ist und WIE es zu tun ist. So könnt ihr eure Wettbewerbsfähigkeit durch innovativere Lösungen steigern. Design Thinking und User-Centered Design mit Fraunhofer helfen, die Anpassungsfähigkeit an den sich stetig ändernden Markt zu verbessern. Ein Kernaspekt des Design Thinking sind die Methoden. Dieses Kartenset enthält 48 Karten mit den gebräuchlichsten Methoden und leicht verständlichen Erklärungen zur Durchführung. Mit den Methodenkarten könnt ihr euch inspirieren lassen, euch einen Überblick über die verfügbaren Methoden verschaffen oder euer Wissensportfolio erweitern. Dies kann euch helfen, die für eine bestimmte Situation geeignetste Methode auszuwählen. Oder ihr stellt euren Workshop-Teilnehmenden die Karten für den autonomen Gebrauch zur Verfügung. Die Methodenkarten sind ein idealer Einstiegspunkt für den Einsatz nutzerzentrierter Entwicklungsprozesse.