FORSCHUNGSBERICHT 2004 - Fachhochschule Nordwestschweiz

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FORSCHUNGSBERICHT 2004 - Fachhochschule Nordwestschweiz

FHSO Fachhochschule Solothurn Nordwestschweiz +41 (0) 848 821 011 ccc@fhso.ch www.fhso.ch >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch FORSCHUNGSBERICHT 2004 _ AUTOMATION & MICROSOLUTIONS _ INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT _ MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT _ UNTERNEHMERTUM & LOGISTIK


FORSCHUNGSBERICHT FHSO 2004


>mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch FORSCHUNGSBERICHT FHSO 2004 FORSCHUNGSBERICHT 2004


_2_ 5 Editorial 7 AUTOMATION & MICROSOLUTIONS FORSCHUNGSBERICHT FHSO 2004 INHALT 8 Kugeloberflächenanalyse hilft, Kratzer zu vermeiden Jürg P. Keller | Stephan Hänseler | Manuel Studer | Bereich Technik 9 Hagelschaden-Detektion an Fahrzeugen Patrick Guldimann | Beat Meier | Jürg P. Keller | Niklaus Degunda Bereich Technik 10 Echtzeitregelung mit FPGA-Devices Lukas Schreiber | Bereich Technik 12 Automatisch lassen sich Endoskopiebilder schnell auswerten Jürg P. Keller | Yahya Ceylan | Bereich Technik 13 Ein Venenkatheter reinigt Blutgefässe Hans Wernher van de Venn | Gregor Burkhard | Ronny Keller Bereich Technik 14 Stents müssen fest in Blutgefässen verankert werden Gregor Burkhard | Hans Wernher van de Venn | Bereich Technik 16 Actuators of Shape Memory Alloys in Microassembly Hans Wernher van de Venn | Ronny Keller | Bereich Technik 18 Drahtlose Signalübertragung: Eine verlässliche Alternative zum Kabel? Daniel Binggeli | Bereich Technik 20 Mikropositionierung mit Formgedächtnislegierungen Rolf Lamprecht | Stefan Rombach | Hans Wernher van de Venn Bereich Technik 22 Mit der individuellen Aktivitätsmessung Bewegungsmuffeln auf der Spur Bruno Stuber | Daniel Binggeli | Bereich Technik 24 In der Mikrosystem- und Medizinaltechnik ist Reinheit Pflicht Jörg Sekler | Wernher van de Venn | Bereich Technik 26 Wieviel Energie die Gebäudeautomation spart, lässt sich berechnen Christoph Dahinden | Niklaus Degunda | Bereich Technik 29 INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT 30 Biomedizinische Signalverarbeitung: Das EKG per PC Martin Klaper | Leo Kohler | Bereich Technik 32 Der Einsatz biometrischer Verfahren hat künftig Konjunktur Rolf Dornberger | Fabian Probst | Ralph Gloor | Bereich Wirtschaft 34 Mit Kommunikationstechnologie lassen sich Probleme im Gesundheitswesen lösen Dominique Brodbeck | Markus Degen | Martin Kropp | Jürg Luthiger Bereich Technik 36 Telemedizinisches Disease Management wird durch mobile Informationstechnik möglich Jürg Luthiger | Dominique Brodbeck | Markus Degen | Remo Wyss Bereich Technik 38 Functional Genomics: Discovering and Visualizing Biological Rules from Immunology Data Taoufik Nouri | Bereich Technik 40 eFitness mobile – helping athletes with a J2ME Application Martin Kropp | Fabio Uechi | Bereich Technik 42 Emotionale Intelligenz ist in der IT praktisch einsetzbar Wolfgang Gessner | Bereich Wirtschaft 44 Adaptives Kommunikationsframework für mobile Applikationen Markus Degen | Jürg Luthiger | Gianni di Pietro | Bereich Technik 46 The future impact of ICT on environmental sustainability Lorenz Hilty | Mathias Binswanger | Bereich Wirtschaft 48 Das Internet auf der Werkbank - ipBench, das Framework für den Test kleiner TCP/IP-Stacks Hans Buchmann | Bereich Technik 50 Das Software Engineering Netzwerk der Schweiz ist gegründet Martin Kropp | Bereich Technik 51 Die Informationstechnik an der FHSO ist jetzt noch sicherer Anke Dreiling | Zentrale Dienste | Lorenz Frey | Bereich Technik Fritz Glarner | Direktion | Ruedi Niederer | Bereich Wirtschaft


52 Welche Geschäftsmodelle mit P2P-Netzwerken werden erfolgreich? Rolf Dornberger | Bereich Wirtschaft 54 Mit BIDView sieht man, was in der Zelle passiert Alex Ringenbach | Milivoje Legenovic | Bereich Technik 55 Beweglichkeit trotz Wirbelsäulenimplantat Lukas Schreiber | Jürg P. Keller | Bereich Technik 56 Mit «Extreme Programming» lässt sich komplexe Software entwickeln Rolf Dornberger | Bereich Wirtschaft 58 OntoGov macht e-Government einfach Knut Hinkelmann | Barbara Thönssen | Fabian Probst | Bereich Wirtschaft 60 Spektral-Analyse auf höchstem Leistungsniveau Bruno Stuber | Bereich Technik 62 Quality persists with evolutionary software development Martin Kropp | Edgar Lederer | Bereich Technik 65 MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT 66 Jobs are made by Innovations Najib Harabi | Bereich Wirtschaft 67 Trotz Wirtschaftswachstum weniger Umweltbelastung? Annette Jochem | Mathias Binswanger | Bereich Wirtschaft 68 Sozialbericht 2005 Kanton Solothurn. Eine Beschreibung der sozialen Lage der Bevölkerung Edgar Baumgartner | Peter Sommerfeld | Roland Baur | Bereich Soziales 69 Familienergänzende Kinderbetreuung im Waldenburgertal Erika Götz | Bereich Soziales 70 Leistungslohn an Schulen Ulrich Pekruhl | Erika Schreier | Corinna Semling | Martina Zölch Bereich Wirtschaft 72 Anstellungsbedingungen an Pädagogischen Hochschulen in der Schweiz Franz Barjak | Bereich Wirtschaft >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch FORSCHUNGSBERICHT FHSO 2004 74 Arbeitssituation und Perspektiven des Mittelbaus an Fachhochschulen Martina Zölch | Stephanie Greiwe | Corinna Semling | Bereich Wirtschaft 76 Die Teilzeitprofessur ist als Angebot gewünscht, aber erst wenig umgesetzt Martina Zölch | Anja Mücke | Bereich Wirtschaft Claudia Töngi | Ressort Chancengleichheit der Universität Basel Ueli Mäder | Institut für Soziologie der Universität Basel 78 Mentorinnen und Mentoren: Frauenförderung im Mittelbau Martina Zölch | Bereich Wirtschaft | Agnès Fritze | Bereich Soziales Stephanie Greiwe | Bereich Wirtschaft | Barbara Krattiger | Bereich Soziales | Anja Mücke | Corinna Semling | Bereich Wirtschaft 80 Die Finanzhilfe des Bundes für familienergänzende Kinderbetreuung muss wirkungsorientiert sein Beat Uebelhart | Barbara Krattiger | Bereich Soziales 82 Innovative Instrumente für die Unterstützung der sozialen Integration Peter Sommerfeld | Lea Hollenstein | Raphael Calzaferri Bereich Soziales 84 Informatik: Ausbildungs- und Beschäftigungsentwicklungen in der Schweiz Brigitte Liebig | Bereich Soziales 86 Diversity – unbekannte Ressource in Schweizer Unternehmen Brigitte Liebig | Bereich Soziales 87 Lohnvergleiche: Ein innovatives Konzept für den Dachverband Schweizer Lehrerinnen und Lehrer Thomas Schwarb | Stephanie Greiwe | Fabian Probst Fachbereich Wirtschaft 88 Wie findet man die Firma mit dem besten Human Resource Management? Thomas Schwarb | Anja Mücke | Bereich Wirtschaft 90 Was man kann, steht im Sozialzeitausweis Erika Götz | Bereich Soziales 92 Moderne Schulführung dank online-Handbuch Stefan M. Adam | Erika Götz | Bereich Soziales 93 Freiwilligenarbeit muss besser koordiniert werden Stefan M. Adam | Bereich Soziales | Erika Schreier | Bereich Wirtschaft 94 Wer verdient wie viel in der Schweiz? Annette Jochem | Bereich Wirtschaft 97 UNTERNEHMERTUM & LOGISTIK 98 Das Potenzial der Wertschöpfungskette lässt sich besser nutzen Peter Bosshart | Bereich Technik | Knut Hinkelmann | Bereich Wirtschaft Roman Fluri | Bereich Technik 100 «Hygienic Design» kann man nur in der Praxis lernen Stefan Kobler | Bereich Technik 101 StoffNetz – Der Güterverkehr der Zukunft rollt unter der Erde Martin Klöti | Bereich Technik 102 Simulationen in der Produktionsplanung sparen Geld Andrea Stettin | Bereich Technik 104 Gutes besser tun – Corporate Governance in Nonprofit-Organisationen Jürg Schneider | Ruth C. Voggensperger | Hubert J. Bienek Gregor O. Thaler | Bereich Wirtschaft 106 Wie die online-Beratung im Sozialbereich zum Erfolg wird Stefan M. Adam | Bereich Soziales | Thekla Müller-Schenker Bereich Technik 108 Autoren 110 Institute _3_


Gerda Huber Direktorin Bereich Technik, Leiterin F&E, Dienstleistungen Die Forscherinnen und Forscher der FHSO haben gleich zwei Gründe, auf ihre Leistung im Jahr 2004 stolz zu sein: ihre Arbeiten sind wissenschaftlich hervorragend, wie Publikationen in guten Fachzeitschriften oder die Beteiligung an EU- Forschungsprogrammen zeigen. Darüber hinaus haben ihre Ergebnisse einen hohen Praxisbezug, der sie für Wirtschaft und Gesellschaft relevant macht. Mit dieser Kombination von «scientific excellence» und praktischer Umsetzbarkeit hat sich die FHSO in der Schweizer Hochschullandschaft ein unverwechselbares Profil geschaffen. Forschungsprojekte, die 2004 erfolgreich abgeschlossen wurden, und neue, die mit guten Erfolgsaussichten gestartet sind, zeigen, dass wir an der FHSO in der Forschung auf gutem Weg sind. Wir haben es geschafft, einen Leistungsbereich aufzubauen, der jedes Jahr wissenschaftliche Ergebnisse in hoher Qualität liefert. >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch FORSCHUNGSBERICHT FHSO 2004 Investiert haben wir in die persönliche Weiterbildung unserer Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Dies allerdings auf einem Gebiet, das weniger wissenschaftlich ist, aber ohne das Forschung heute nicht zu betreiben ist: Training in der Projektakquisition oder Formulierung von Forschungsanträgen bei KTI oder EU beispielsweise. Die Kunst der richtigen Partnerfindung und Antragstellung ist heute eine Voraussetzung, um überhaupt erfolgreich forschen zu können. Weil sich die Schwerpunkte der Forschung international rasch ändern, muss auch das Portfolio der FHSO ständig den neuen Trends angepasst werden. Das ist für die Erhaltung der Zukunftstauglichkeit unserer Forschung entscheidend. Auch 2004 haben wir uns weiter thematisch fokussiert. Unsere Institute 2004 WAR FÜR DIE FORSCHUNG EIN ERFOLGREICHES JAHR wurden in einem Evaluationsprozess auf ihre Ausrichtung hin untersucht. Dabei wurden einige konsolidiert, andere ausgebaut und ergänzt. Sie wurden den einzelnen Fachbereichen zugeordnet. Damit haben wir die Grundlage geschaffen, um auch in Zukunft praxisnah forschen zu können. Mit dem Blick auf die Entwicklung des Forschungsplatzes Nordwestschweiz haben wir uns im Jahr 2004 besonders auf die Integrale Produktentwicklung konzentriert. Dabei ging es um die Festlegung von Forschungsschwerpunkten in einem Prozess, an dem neben der FHSO, der Universität Basel, den beiden anderen Fachhochschulen der Region auch das Friedrich- Miescher-Institut und das Paul Scherrer Institut beteiligt waren. Dabei haben wir wertvolle Kontakte zu Forscherkollegen geknüpft und vor allem wichtige Themenschwerpunkte der künftigen FHNW erarbeitet. Die Grundlage erfolgreicher Forschung an der FHSO ist gelegt, unsere Forscherinnen und Forscher leisten sie. Damit liefern sie einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung der Region und zur Lösung von Problemen. Herzlichst Gerda Huber _5_


>mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch AUTOMATION & MICROSOLUTIONS AUTOMATION & MICROSOLUTIONS _7_


_8_ Jürg P. Keller Bereich Technik Stephan Hänseler Bereich Technik Manuel Studer Bereich Technik Vision, Kugelprüfung Abb. 1: Kugelschreiberkugeln dürfen keine Beschädigungen auf der Oberfläche haben. AUTOMATION & MICROSOLUTIONS KUGELOBERFLÄCHENANALYSE HILFT, KRATZER ZU VERMEIDEN Selbst ein billiger Werbekugelschreiber ist ein mit grosser Präzision hergestelltes Schreibwerkzeug. Damit er verlässlich funktioniert, müssen Fertigungstechnik und Material hohen Qualitätsanforderungen entsprechen. In einer Abschlussarbeit an der FHSO wurde das Funktionsmuster für eine automatische Prüfeinrichtung von Kugelschreiberkugeln erstellt und erfolgreich getestet. Mit ihr wird die Qualitätskontrolle bei der Produktion von Kugelschreiberkugeln effizienter. In der Präzisionstechnik begegnet man häufig dem Problem der Qualitätsprüfung kleiner, auf Hochglanz polierter Teile. Ihre verkratzungsfreie Handhabung und ihre zuverlässige Inspektion sind eine grosse Herausforderung an die Mess- und Automatisierungstechnik. Im Auftrag eines Kunden haben wir am Beispiel von Kugelschreiberkugeln ein System zur automatischen Qualitätsprüfung entwickelt. Kugelschreiberkugeln durchlaufen einen langen Herstellungsprozess, während dem sie verschiedenen Einflüssen ausgesetzt sind, die sie beschädigen könnten. Nach dem Polieren kommen kleine Kratzer oder Löcher zum Vorschein. Durch sie wird das Funktionieren des Kugelschreibers in Frage gestellt. Um fehlerhafte Kugeln aus dem Produktionsprozess zu entfernen, müssen diese auf Schadstellen geprüft werden. Das geschieht heute ausschliesslich visuell durch Menschen, weil eine Automatisierung der Prüfung noch nicht entwickelt werden konnte: Die kleine Masse und die auf Hochglanz polierte Oberfläche der Kugel machen eine kontrollierte Positionierung und Prüfung schwierig. Lösung: eine optimale Beleuchtung Wir haben an der FHSO das Problem der Positionierung und der Beleuchtung gelöst: Die Kugeln werden in einer Lochmaske fixiert und optimal ausgeleuchtet. Mit dem Bewegen des Untergrunds werden die Kugeln gedreht, so dass alle Seiten sichtbar werden. Auf diese Weise können Fehler oder Beschädigungen der Oberfläche erkannt werden. Eine Kamera nimmt die Oberfläche auf und ein Bildauswertungsverfahren analysiert die Bilder. Die Auswertung beruht auf dem Prinzip, dass eine Kugel in jeder Lage gleich aussieht, es sei denn, die Oberfläche weist einen Fehler auf. Das erarbeitete Prüfprinzip haben wir im Labor auf Zuverlässigkeit und Güte getestet. Dafür wurden fehlerhafte und fehlerfreie Kugeln verwendet. Bei den Testläufen galt es herauszufinden, wie viele fehlerfreie Kugeln als fehlerhaft und wie viele fehlerhafte als fehlerfrei erkannt wurden. Die erreichte Prüfgüte lag bei 97 Prozent.


Patrick Guldimann Bereich Technik Beat Meier Bereich Technik Jürg P. Keller Bereich Technik Niklaus Degunda Bereich Technik Hagelschaden, Fehlererkennung, Bildverarbeitung, Automation, Vision Für eine umfassende Beurteilung eines Hagelschadens (Abb.1) braucht ein Fachmann ca. 45 Minuten. Die Dellen werden angezeichnet, in verschiedene Grössenkategorien eingeteilt und gezählt. Aufgrund dieser Informationen erfolgt danach die Schadensberechnung. Ziel des Projekts war es, ein System zu entwickeln, mit dem ein Hagelschaden an einem Auto reproduzierbar erfasst werden kann. Es soll schneller und, wenn möglich, mit grösserer Genauigkeit arbeiten als ein Schadensexperte. Zudem soll es mobil einsetzbar sein. Derzeit gibt es für diese Anwendung keine funktionstüchtige Lösung. Auf dem Markt erhältlich ist ein System, welches Lackfehler, wie Blasen, Schlieren und Einschlüsse erkennt. Für Dellen ist es jedoch nicht geeignet. Zudem wird der Inspektionsbereich über CAD Daten definiert, was für eine Hagelschadenerkennung auf Grund der verschiedenartigen Fahrzeugmodelle nicht einfach möglich ist. Ein weiteres System ermöglicht die Erkennung von Beulen und Dellen, ist jedoch nicht für reflektierende Oberflächen konzipiert und kann deshalb nicht zur Hagelschadenabklärung genutzt werden. >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch AUTOMATION FORSCHUNGSBERICHT & MICROSOLUTIONS FHSO 2004 HAGELSCHADENDETEKTION AN FAHRZEUGEN Bis heute wird Hagelschaden an Autos mit dem menschlichen Auge begutachtet. Auch bei langjähriger Erfahrung und Schulung des Gutachters bleibt das Ergebnis subjektiv und nicht reproduzierbar. Unser Studierendenprojekt an der FHSO hatte zum Ziel, ein System zu entwickeln, welches die Hagelschadenerfassung eindeutig macht. In Zusammenarbeit mit der Firma FIX-A-DING, Spezialist für das Ausbeulen ohne Lackieren, konnte ein innovativer Ansatz erarbeitet werden. Gitter machen Dellen sichtbar Die Bewertung verschiedener Lösungsansätze zeigte, dass ein Bildverarbeitungsverfahren («Vision») am aussichtsreichsten ist. In einem Laboraufbau wurde das Funktionsprinzip überprüft. Das System besteht aus einer speziellen Beleuchtung, einem Gitter und einer Kamera. Das Gitter wird auf die Karosserie projiziert. Dellen und Beulen führen zu einer Verformung des Gittermusters. Es wird von einer Kamera aufgenommen und durch ein Bildverarbeitungsverfahren ausgewertet (Abb. 2). Nach dem Herausfiltern der Gitternetzlinien bleiben nur noch die Flächen der Dellen sichtbar (Abb. 3). Die Grösse der Dellen lässt sich durch das Verfahren ebenfalls schätzen. Das Nachfolgeprojekt läuft bereits Es müssen noch einige Probleme gelöst werden, bis ein einsatzbereites mobiles System vorhanden ist. Doch schon in diesem Projekt konnte dank der Kompetenz der FHSO im Bereich Vision in der Automation für ein Unternehmen in der Region die Grundlage für eine innovative Lösung erarbeitet werden. Für unseren Auftraggeber FIX-A-DING arbeiten wir derzeit bereits an einem Folgeprojekt. Abb. 1: Dellen in einem Auto nach einem Hagelgewitter. Abb. 2: Aufnahme der beleuchteten Oberfläche. Verformung der Gitterlinien machen Dellen sichtbar. Abb. 3: Die Gitterlinien sind herausgefiltert. _9_


_10_ Jürg P. Keller Bereich Technik Lukas Schreiber Bereich Technik Echtzeitregelung, FPGA-Devices AUTOMATION & MICROSOLUTIONS ECHTZEITREGELUNG MIT FPGA-DEVICES Im Bereich der Automatisierungstechnik stellt die Regelungstechnik die höchsten Ansprüche an die Leistungsfähigkeit von Steuergeräten. Messgrössen müssen erfasst und ausgewertet werden und ein Regelalgorithmus berechnet die Werte der Steuergrössen, die über Aktoren an der zu regelnden Anlage wirken. Konfigurierbare Input/Output-Devices, die auf der FPGA-Technologie basieren, eröffnen heute eine noch nie da gewesene Flexibilität und Leistungsfähigkeit. Dies haben wir an der FHSO in einem Projekt zur optimalen Regelung von Versuchsanlagen demonstriert. Die Field Programmable Gate Array- Technologie (FPGA) bietet die Möglichkeit, eine in einer Programmiersprache festgelegte, komplexe Logik oder numerische Algorithmen in einer elektronischen Schaltung umzusetzen. Anders als bei einem prozessorientierten Rechner wird in einem FPGA die Schaltlogik oder der Algorithmus zeitlich weitgehend parallel ausgerechnet. Während früher die FPGA-Programmierung wenigen Spezialisten vorenthalten war, so ist es heute jedem Ingenieur mit minimalen Kenntnissen der Digitaltechnik möglich, mit dem FPGA-Modul von National Instruments eine FPGA- Applikation zu erstellen. Die Programmierung erfolgt in LabVIEW, einer einfachen, in der Messtechnik weit verbreiteten Programmiersprache. Einfache Programmierung ermöglicht breite Anwendung Gerade im Bereich der Regelungstechnik eröffnen sich dadurch viele neue Möglichkeiten. Bei herkömmlichen Lösungen wird die erreichbare Regelgüte stark reduziert, wenn viel Zeit für Auswertung und Kalibrierung der Messgrössen oder für die Ansteuerung spezieller Hardware verloren geht. Auf einem FPGA-Device kann die Datenerfassung so konfiguriert werden, dass problemlos und mit minimaler Zeitverzögerung Encoder- oder Resolversignale erfasst und ausgewertet werden können. Auf der Ausgabeseite steht die gleiche Flexibilität zur Verfügung: Analogwerte können direkt oder aber auch als pulsweiten-modulierte Schaltsignale ausgegeben werden. Einfache PID-Regelalgorithmen können auf dem FPGA implementiert werden, komplexere Regler hingegen werden interruptgesteuert in einem Echtzeitsystem ausgeführt. Schaltung für mehr Sicherheit Eine Regelung im industriellen Umfeld verlangt auch immer nach einer Anlagenüberwachung, welche deren Zerstörung verhindern soll. Abschaltungen über Endschalter oder Überlastungsschutz mittels eines thermischen Motorenmodells können einfach in das FPGA integriert werden. Somit werden zusätzliche Sicherheitssysteme überflüssig (Abb. 1). In einem Projekt der FHSO mit National Instruments wurden diese neuen Möglichkeiten bei der Regelung von Laborversuchsanlagen der Firma Educational Control Products ausgeschöpft. Für die elektromechanischen


FPGA-Technologie in der Regelungstechnik Konfigurierbare Input/Output-Devices eröffnen der Automatisierungstechnik die Möglichkeit, Anlagen mit komplizierten Sensor- und Aktorschnittstellen und mit erhöhten Performanceanforderungen zu verwenden, ohne dass Spezialhardware nötig ist. Die konfigurierbaren Input/Output-Devices sind in der FPGA- Technologie realisiert und können mit herkömmlichen Entwicklungstools programmiert werden. Basierend auf den Produkten von National Instruments hat die FHSO bereits verschiedene Lösungen erarbeitet. Anlagen wurde eine Software entwickelt, welche es den Studierenden erlaubt, einen optimalen Regler zu entwerfen und diesen an der Versuchsanlage zu testen. Es können einfache PID-Regler, aber auch anspruchsvollere Zustandsregler entworfen werden (Abb. 2). Das Benutzerinterface für die Studierenden läuft auf einem PC. Für die Versuche mit den Modellanlagen kommuniziert er mit einem Echtzeitsystem von National Instruments. Der Regelalgorithmus wird auf dem Echtzeitsystem ausgeführt. Über ein FPGA-Device werden die Sensordaten erfasst und die Motoren der Versuchsanlagen angesteuert. Uns steht eine Reihe qualitativ hochwertiger Versuchsanlagen zur Verfügung. Jede simuliert ein typisches industrielles Regelproblem und ist darum für die Ingenieurausbildung optimal geeignet. >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch AUTOMATION & MICROSOLUTIONS Bedien-PC Reglerentwurfstool Echtzeitsystem Konfigurierbare Datenerfassung FPGA-Device Anlagenbedienung Steuerung der Versuche _Data Server _Signalerzeugung Regler ON/OFF-& Sicherheits Logik Regelstrecke Abb. 1: Der Aufbau der von der FHSO realisierten Echtzeitregelung. Abb. 2: Bestandteile der Versuchseinrichtung. Fahrweise, Sollwert Input&Output Regler- Ausgang _11_


_12_ Jürg P. Keller Bereich Technik Yahya Ceylan Bereich Technik Bildverarbeitung, Mustererkennung, Medizinaltechnik Abb. 1: Endoskopiebild der Kehlkopföffnung (oben) und deren Darstellung in der Bildauswertung (unten). Bilddatenauswertung in der Medizinaltechnik Die Bilddatenerfassung gehört heute zu den gängigen Werkzeugen der Forschung in der Medizinaltechnik. Für die visuelle Auswertung der Bilder braucht es viel Erfahrung und oft sind die Ergebnisse subjektiv. Eine automatisierte Bildauswertung, die reproduzierbare Ergebnisse liefert, ist in vielen Fällen nur schwierig zu realisieren. AUTOMATION & MICROSOLUTIONS AUTOMATISCH LASSEN SICH ENDOSKOPIEBILDER SCHNELL AUSWERTEN Für das Kinderspital Basel haben wir an der FHSO eine automatisierte Auswertung von Endoskopiebildern entwickelt. Damit kann der Kehlkopf von Kleinkindern effizient und genau vermessen werden. Das Kinderspital Basel profitiert bereits von unserer Entwicklung und verwendet sie in einer Untersuchung über den Einfluss von Anästhetika auf die Kehlkopffunktion. Seit einigen Jahren wird für die Narkoseforschung an Kleinkindern am Kinderspital Basel eine Messeinrichtung benutzt, die Messdaten und Videobilder gleichzeitig erfasst. Die manuelle Auswertung der vielen Bilddaten ist allerdings sehr zeitaufwendig und der subjektiven Beurteilung des Auswerters ausgesetzt. Unsere Aufgabe an der FHSO war es, die Vermessung der Kehlkopföffnung zu automatisieren. Dank Automatik genauere Daten Wir haben ein Bildauswertungsverfahren entwickelt und mit LabVIEW und dem dazugehörenden Vision Builder erstellt. Mit Hilfe der Bildauswertung kann nun die Auswirkung verschiedener Anästhetika systematisch untersucht werden. Der Kehlkopf hat funktionell zwei Hauptaufgaben: Neben der Stimmerzeugung schützt er die Lunge vor dem Eindringen von Fremdkörpern. Diese Leistung erbringt der Kehlkopf durch komplexe Schutzreflexe. Unter der Einwirkung einer Anästhesie können die Schutzfunktionen teilweise aufgehoben oder stärker als normal ausgeprägt sein. Im Extremfall kann dies zu einem lang andauernden Verschluss der Stimmbänder und zum Tod führen. Um die Kehlkopföffnung zu charakterisieren, werden die Fläche und der spitze Winkel der mehr oder weniger dreieckigen Öffnung erfasst. Abb. 1 zeigt ein Endoskopiebild und den verarbeiteten Bildausschnitt des Kehlkopfes. Die beiden weissen Linien markieren die seitliche Begrenzung des Kehlkopfes; der Winkel zwischen ihnen wird gemessen. Die automatische Bildauswertung wird durch die nicht optimale Qualität von Endoskopiebildern jedoch erschwert. Schwierig ist eine automatische Auswertung dann, wenn der Kehlkopf mit Schleim belegt oder ungünstig beleuchtet ist.


Hans W. van de Venn Bereich Technik Gregor Burkhard Bereich Technik Ronny Keller Bereich Technik Medizintechnik, Formgedächtnislegierungen, minimal invasive Chirurgie, Implantate Formgedächtnislegierungen nehmen nach einer relativ starken plastischen Verformung ihre ursprüngliche Gestalt wieder an. So führt beispielsweise die Erwärmung oberhalb einer legierungsspezifischen Temperatur zu einer reversiblen Formänderung. Heute kommen Formgedächtnislegierungen aus Nickel-Titan (NiTi) am häufigsten zum Einsatz. Sie weisen die besten und grössten Formgedächtniseffekte auf und sind sehr korrosionsbeständig. Ausser in der Luft- und Raumfahrt kommen sie beispielsweise in der Medizintechnik zum Einsatz, wie etwa in der minimal invasiven Chirurgie und als intelligente Implantate. Dort spielt die hohe Körperverträglichkeit des Materials, die Biokompatibilität, eine wesentliche Rolle: Implantate, die Nickel- Ionen freisetzen, können bei Menschen mit einer Nickel-Allergie zu schwerwiegenden Konsequenzen führen. Bei NiTi- Legierung bildet sich jedoch eine dichte Titanoxidschicht, so dass Ni-Ionen nur in kaum nachweisbaren Mengen freigesetzt werden. Die minimal invasive Chirurgie profitiert An der FHSO beschäftigen wir uns intensiv mit dem Einsatz dieses >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch AUTOMATION & MICROSOLUTIONS EIN VENENKATHETER REINIGT BLUTGEFÄSSE An der FHSO haben wir einen Venenkatheter entwickelt, der Ablagerungen an den Wänden von Blutgefässen beseitigt. Eine zentrale Rolle spielt dabei der Einsatz von Formgedächtnislegierungen. Diese Materialien nehmen nach einer Verformung ihre ursprüngliche Gestalt wieder an. Materials in der Medizintechnik und entwickeln neue Verfahren und Hilfsmittel für die minimal invasive Chirurgie. Wir haben zum Beispiel einen Venenkatheter zur Behandlung von Gefässverengungen entwickelt und als Prototyp gebaut (Abb. 1). Mit Hilfe dieses Katheters werden Ablagerungen an den Gefässwänden gefahrlos entfernt. Er eignet sich zur Behandlung von Patienten, die unter Verschlusskrankheiten des Herzkreislauf-Systems leiden. Das Instrument besteht im Wesentlichen aus dem Katheterkopf mit dem Schneidewerkzeug, dem Führungssystem und dem Betätigungsmechanismus. Das Schneidwerkzeug im Katheterkopf besteht aus acht messerscharfen Lamellen. Durch das Aktivieren des Betätigungsmechanismus, werden die Lamellen auf Druck belastet und knicken im elastischen Bereich ein. Der Durchmesser der sich öffnenden Lamellen kann exakt dem Durchmesser der Vene angepasst werden. Durch die anschliessende Drehbewegung des Griffs, der über das Führungsrohr mit dem Katheter verbunden ist, wird das abzutragende Gewebe weggeschnitten und abgesaugt. Eine Schutzfolie unter- bricht während der Behandlung den Blutstrom und fängt das abgetragene Gewebe auf. An der FHSO arbeiten wir zurzeit an einer Weiterentwicklung dieses Prototyps. Abb. 1: Prototyp des an der FHSO entwickelten Venenkatheters. Mit ihm lassen sich Ablagerungen an den Wänden von Blutgefässen beseitigen. Publikation Haas, M. (2003): Neuentwicklung Venenkatheter. Diplomarbeit an der Fachhochschule Solothurn Nordwestschweiz, 2003. _13_


_14_ Gregor Burkhard Bereich Technik Hans W. van de Venn Bereich Technik Mikromechanik, Medizintechnik, Stent, (Metallgitterprothese) Abb. 1: Schematische Darstellung eines implantierten Stents.Quelle: www.hosp.go.jp, 2004. AUTOMATION & MICROSOLUTIONS STENTS MÜSSEN FEST IN BLUTGEFÄSSEN VERANKERT WERDEN Herzgefässkrankheiten und Koronararterienleiden zählen weltweit zu den häufigsten Todesursachen. Entsprechend werden beträchtliche wissenschaftliche Anstrengungen unternommen, um die Prävention einerseits, aber auch die Diagnose-, Interventionsund Rekonvaleszenzstrategien erheblich zu verbessern. Zur Lösung der biochemischen und mechanischen Teilaufgaben in komplexen biomechanischen Systemen, wie der Aorta und den Koronargefässen, hat sich die interdisziplinäre Zusammenarbeit von unterschiedlichen Expertenkreisen als sehr vorteilhaft erwiesen. So arbeiten heute neben Medizinern und Biologen auch Ingenieure und Computerspezialisten an der Optimierung dieser Systeme. An der FHSO beschäftigen sich Ingenieure der Fachgruppe MicroSolutions derzeit mit der Entwicklung neuer Gefässprothesen (sog. Stents), die durch verbesserte Befestigungsmechanismen, neue Werkstoffe und durch integrierte Sensorik bisherige Lösungen in Bezug auf Anwendbarkeit, Haltbarkeit, Verträglichkeit und Überwachungsfähigkeit deutlich übertreffen sollen. Die Erweiterung des Aortendurchmessers (Aortenaneurysma), die auf eine angeborene oder erworbene Wandveränderung des betroffenen Gefässes zurückzuführen ist, kann letztendlich zu einem tödlichen Gefässriss führen. Dies ist eine recht häufige Krankheit, die bei ungefähr 3 Prozent der Männer über 65 Jahren auftritt. Circa 40 Prozent der Patienten mit einem gebrochenen Unterleibsaneurysma überleben einen offenen chirurgischen Eingriff nicht. Bei geplatzten Brustaortenaneurysmen ist die Sterblichkeitsrate sogar noch höher. Daher werden Aneurysmen seit den sechziger Jahren bereits vorbeugend behandelt. Zunächst wurden in offenen Operationen Stents mit Prothesenüberzug, sog. Stentimplantate, eingesetzt, zudem ging man ab 1996 dazu über, entfaltbare Stents über minimal invasive Eingriffe durch die Bein- oder Halsschlagadern zu implantieren. Stents müssen besser werden Diese Stents werden nicht mehr wie bei einem offenen chirurgischen Eingriff an die Gefässwand angenäht, sondern fixieren sich selbständig über radiale Druckkräfte. Zusätzlich haben diese Systeme Fixierungshaken. Dieser minimal invasive Eingriff hat eine deutlich geringere Komplikationsrate zur Folge als eine offene Operation. Jedoch hat das Verfahren noch eine Reihe technischer Nachteile. Die Grösse des Stentimplantates muss durch aufwändige, bildgebende Verfahren (z.B. Röntgenaufnahmen, CT) vor dem Eingriff ermittelt werden; der Stent muss ein 2 bis 3 Zentimeter langes, zusätzliches Fixierungselement enthalten und das Langzeitverhalten ist im Wesentlichen noch unbekannt. Auch lässt sich diese Methode nicht bei allen Patienten anwenden. Lediglich 50 bis maximal 70 Prozent der Patienten mit einem Unterleibsaneurysma können so behandelt


werden. In der Praxis ist bereits ein Abwandern (Migration) der Stents bei einigen Patienten festgestellt worden. Dieses Problem liegt hauptsächlich an unzureichenden Verankerungstechniken der Stents in den Gefässinnenwänden. Befestigung in der Gefässwand ist wichtig Aus diesem Grund entwickelt die FHSO gemeinsam mit Medizinern und Biologen vom Universitätsspital Zürich dauerhaft haltbare Fixierungsvorrichtungen, die der traditionellen chirurgischen Naht vom Festigkeitsverhalten her ähnlich sind. Dies sollte eine spätere Migration verhindern. Eine Überwachung der Stentimplantate kann über eingebaute Mikrosensoren mit drahtloser Signalübertragung erfolgen. Dabei müssen vor allem auch die Probleme der lang- >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch AUTOMATION & MICROSOLUTIONS fristigen Energieversorgung von technischen Systemen im menschlichen Körper gelöst werden. Zusätzlich sollen Einführungshilfen vereinfacht, bzw. teilautomatisiert werden, um mehr Patienten zu niedrigeren Kosten behandeln zu können. Abb. 2: Schematische Darstellung eines Stents mit Prothesenüberzug, der im Bereich eines Aneurysma implantiert ist. Quelle: www.uphs.upenn.edu, 2004. _15_


_16_ Hans W. van de Venn Bereich Technik Ronny Keller Bereich Technik Shape Memory Alloy, Microassembly, Microgripper, Actuator, Positioning, Feeder Fig. 1: Microgripper and the SMA-based actuator. Fig. 2: Operating modes of the microgripper. AUTOMATION & MICROSOLUTIONS ACTUATORS OF SHAPE MEMORY ALLOYS IN MICROASSEMBLY Actuators of Shape Memory Alloys (SMA) are used in a wide range of applications due to their unique properties, e.g. high force to volume ratio or long stroke. In our project at the FHSO we looked at possible fields of application for actuators made of SMA in microassembly and developed e.g. a microgripper. Our results illustrate the high potential of this material to develop simple drives like grippers, feeders or positioning actuators. SMA is a group of metallic materials with the ability to return to a previously defined shape when heated. This property is the result of the reversible crystalline phase transformation that occurs between the low temperature martensite and high temperature austenite phases. The two phases have different crystallographic structures: Austenite has a body-centered symmetric structure at high temperatures, while martensite has a low symmetric monoclinic structure that stabilizes at relatively low temperatures. Microgripper based on SMA actuator The complexity of microsystems, e.g. the measuring device of an atomic force microscope calls for special tools for automated and semi-automated assembly systems like microgrippers. At the FHSO we developed a gripper that consists of a metal cover and an actuator for linear displacement based on SMA (Fig. 1). The top of the gripper is made of a material based on silicone with good adhesion properties. It is possible to pick up microparts only by touching them with the top of the gripper and releasing them without any visible residue on their surface. That is an important advantage of the siliconebased material. Fig. 2 shows the operating modes of the actuator element. The SMA-wire contracts when heated by an electric current. This movement is transformed to the top of the gripper that can move translatory in a guide bush. Thereby the adhesive contact of the top to a micropart is controlled. The contact is broken when the top is pulled back into the guide bush. After the handling process the current is powered down and the spring pulls the SMA-wire back into its former position. As described above, the microgripper works with adhesion and can therefore be used as a multifunctional gripping device: As a handling tool in combination with a robot and as a tool for handling sensitive microparts, like cantilever sensors of an atomic force microscope. Positioning actuators Positioning actuators are often used in microassembly. The main components of the actuator are the hinges and the drives. Common hinges in microtechnology are flexures. They have advantages for high-precision mechanisms, like absence of solid friction, absence of wear and absence of mechanical play.


At the FHSO we designed and built a positioning actuator that consists e.g. of a movable platform, SMA wires, different holding fixtures and flexures (Fig. 3). Two SMA wires are providing the mechanical energy for the linear movement of the platform and its displacement depends on load and actual electrical input power. The maximum displacement of the movable platform is about 2 mm. The flexures of this positioning actuator have two functions: They are used as hinges and as springs to pull the deformed SMA wires back. Ball Feeder A feeder is used for positioning bulk parts singularly before they are transferred to an assembly station. The most common type of a part feeder is the vibratory bowl feeder, where parts in a bowl are vibrated using a rotary motion, so that they climb a helical track. At the FHSO we developed a new kind of feeder (Fig. 4). The feeder is usable to singularise tiny balls with a diameter of 1 mm and is made of an inclined metal base plate, two actuators based of SMA wires, two bent flat springs, a tank of balls and a moulded track for the tiny balls (Fig. 5). Separating the >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch AUTOMATION & MICROSOLUTIONS balls is due to the alternating back and forth movement of the bent flat springs that have contact to the SMA wires. After bending of the first flat spring by heating the SMA wire, one ball rolls to the closed bent flat spring due to the tilt angle. Then the first bent flat spring gets closed and the second spring could be opened. After opening the single ball rolls to the endposition of the moulded track and is taken up by a gripping device attached to a handling robot. SMA is important in the future Actuators that are based on SMA are becoming increasingly popular, due to their unique properties, e.g. high force, long stroke or silent operation. At the FHSO we demonstrated that SMA are suitable for different microassembly applications, like microgrippers, positioning actuators and ball feeders. Publication Keller R., G. Burkhard & W. van de Venn (2004): Actuators of Shape Memory Alloys in Microassembly. In: Proceedings of Mechatronics & Robotics, Aachen 2004, p. 1626-1629. Fig. 3: Positioning platform developed at the FHSO. Fig. 4: Feeder usable to singularise tiny balls. Fig. 5: Close-up view of the feeder. _17_


_18_ Daniel Binggeli Bereich Technik Bluetooth, Wireless LAN, Datenfunk, ISM-Band, medizinisch, industriell AUTOMATION & MICROSOLUTIONS DRAHTLOSE SIGNALÜBERTRAGUNG: EINE VERLÄSSLICHE ALTERNATIVE ZUM KABEL? Die drahtlose Datenübertragung hat schon heute viele Anwendungsmöglichkeiten gefunden. Mit Wireless-LAN und Bluetooth stehen bereits zwei standardisierte und reife Technologien zur Verfügung, die erhöhten Anforderungen an die Sicherheit genügen. Andere sind in Entwicklung. Wir haben in verschiedenen Projekten an der FHSO die Praxistauglichkeit dieser Systeme untersucht. Obwohl die drahtlose Übertragung von Daten gegenüber der mit Kabeln viele Vorteile hat, verläuft ihre Einführung in sensiblen Bereichen nur zögernd, wie etwa in der Medizin oder in Teilen der Industrie. Die Angst vor Fehlfunktionen oder die Unsicherheit, ob die Funkübertragung tatsächlich eine mindestens gleichwertige Alternative ist, lassen viele mögliche Anwenderinnen und Anwender von einem Einsatz Abstand nehmen und beim bewährten Kabel bleiben. Wir haben in einer Reihe von Projekten versucht, die Praxistauglichkeit der verschiedenen drahtlosen Übertragungstechniken an Hand ihrer technischen Spezifikationen zu bewerten. In Untersuchungen an verschiedenen Bluetooth- Modulen haben wir die Reichweiten und Latenzzeiten gemessen, um Anhaltspunkte für die Anwendung in der Medizin und in verschiedenen, besonders sensiblen Bereichen der Industrie zu erhalten. Viel versprechende Anwendungsgebiete Im Wesentlichen gibt es dort drei grosse Anwendungsfelder für den Einsatz drahtloser Datenübertragung. Erstens: Das mobile Bedienen und Beobachten, also Informationen zu einem bestimmten Zeitpunkt an einem bestimmten Ort zur Verfügung stellen zu können. Diese Aufgabe erfüllt die drahtlose Technik ideal. Zweitens: Die Steuerung beweglicher Teile, etwa in der Rotation oder Translation. Hier verwendet man heute zur Signalübertragung aufwändige elektromechanische Komponenten, wie etwa Schleppketten oder Schleifringe, die allerdings teuer sind und schnell verschleissen. Drahtlose Signale können solche kritischen Stellen problemlos überwinden. Allerdings werden im Maschinenbau oft extreme Anforderungen an Zuverlässigkeit und Reaktionszeit gestellt, deshalb muss ein Kabelersatz im Einzelfall geprüft werden. Wie wir in unseren Untersuchungen zeigen konnten, gibt es hinsichtlich Reichweite und Latenzzeit grosse Unterschiede zwischen den Bluethooth-Modulen verschiedener Hersteller (Abb. 1). Die Wahl des richtigen Moduls ist also entscheidend für eine erfolgreiche Umsetzung. Drittens: Das Anwendungsgebiet liegt dort, wo die Installation von Kabeln und Verteilern mit grossem Aufwand verbunden ist, etwa weil Baumass-


nahmen erforderlich wären oder weil durch die zu überbrückende Distanz die Verlegung von Kabeln sehr teuer würde. Hier rechnet sich eine Funklösung sehr schnell. Kommerzielle Lösungen erreichen auf einem lizenzpflichtigen Frequenzband heute fast jede beliebige Reichweite. Geeignete Standards für fast jeden Anspruch Wir haben die Eignung der verschiedenen Techniken für die unterschiedlichen Anforderungen an Hand ihrer technischen Spezifikationen bewertet: Wireless-LAN hat sich im Office- Bereich durchgesetzt und wird in der Medizin und Industrie zur Verteilung von Daten und Bildern verwendet. Vorteile von Wireless-LAN sind beispielsweise die hohe Bandbreite bis 54 Megabit pro Sekunde und die einfache Integrierbarkeit in ein bestehendes Netzwerk. Bluetooth hat sich als drahtloser Peripherie-Bus etabliert und ist dort, wo kein hoher Datendurchsatz >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch AUTOMATION & MICROSOLUTIONS benötigt wird, eine direkte Konkurrenz zum USB-Bus. Seine Stärken sind etwa die Plug-and-Play-Fähigkeit, schnelle Reaktionszeiten, kleiner Stromverbrauch und ein hoher Standardisierungsgrad. In der Industrie kann er dort eingesetzt werden, wo kurze Distanzen überbrückt werden müssen und rasche Updatezeiten mit Zykluszeiten im 10µs- Bereich erforderlich sind. In der Medizin kommt er für die Integration kleiner mobiler Geräte in grössere Systeme in Frage. ZigBee drängt als neue Technologie in den Markt, liefert noch schnellere Reaktionszeiten als Bluetooth und braucht dabei wesentlich weniger Energie. Es ist als Transportmedium konzipiert und eröffnet viele Möglichkeiten beim Einsatz in kleinen Geräten, die Informationen austauschen und wo es auf Reaktionszeiten im Millisekundenbereich ankommt. Die Funkübertragung ist sicher Beim Thema Sicherheit unterscheiden wir zwischen Zuverlässigkeit und Datensicherheit. Unsere Untersuchungen Abb. 1: Latenzzeiten von drei verschiedenen Bluetooth-Modulen in Abhängigkeit der Übertragungsdistanz. haben gezeigt, dass bei der Bluetooth- Technologie die Datenübertragung sehr zuverlässig und unempfindlich gegen Störungen ist. Dies ist eine wichtige Voraussetzung zum Aufbau betriebssicherer Systeme. Trotzdem erreicht die Zuverlässigkeit von Funksystemen nicht die Werte von Kabelsystemen. Für den Einsatz in Systemen der Sicherheitskategorien 3 und 4, die in der Medizin und in verschiedenen Anwendungen der Industrie häufig sind, braucht man deshalb zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen. Für die Datensicherheit gibt es heute Mechanismen, mit denen man auch hohen Ansprüchen gerecht wird. Während bei Bluetooth ein grosses Mass an Sicherheit im System implementiert ist, wurde Wireless-LAN kürzlich durch das als sicher geltende WPA ergänzt. Bei Anwendungen mit einem sehr hohen Bedarf an Datensicherheit ist eine zusätzliche Verschlüsselung der Daten in jedem Fall ratsam. _19_


_20_ Rolf Lamprecht Bereich Technik Stefan Rombach Bereich Technik Hans W. van de Venn Bereich Technik Formgedächtnislegierungen, Mikropositionierung, Laserinterferometrie Abb. 1: Mikropositioniereinheit, die durch einen NiTi-Formgedächtnisdraht angetrieben wird. AUTOMATION & MICROSOLUTIONS MIKROPOSITIONIERUNG MIT FORMGEDÄCHTNIS- LEGIERUNGEN Formgedächtnislegierungen sind Metalle, die über die beiden aussergewöhnlichen Eigenschaften Pseudoelastizität und Formgedächtniseffekt verfügen. Deshalb werden diese Legierungen oft als «smart materials» bezeichnet. NiTi-Formgedächtnisdraht hat das Potential, als Aktorelement in der Mikropositionierung zum Einsatz zu kommen. Um seine Eignung für diesen Zweck beurteilen zu können, wurde die Längenänderung eines unter Strom gesetzten NiTi-Drahtes interferometrisch vermessen. Die Resultate sind hinsichtlich Reproduzierbarkeit des Drahtverhaltens ermutigend und vielversprechend, so dass auf diesem Gebiet an der FHSO weitergeforscht wird. Zu den wichtigsten Formgedächtnislegierungen (FGL) zählen Cu-Zn-X (X: Si, Sn, Ga, Al)-Legierungen und die NiTi-Legierung, wobei letztere aufgrund günstigerer Eigenschaften ein grösseres technologisches Potenzial aufweist. So wird beispielsweise die NiTi-FGL aufgrund ihrer Bioverträglichkeit und hohen Korrosionsbeständigkeit in der Medizintechnik verwendet [1]. Aufgrund der verhältnismässig grossen relativen Längenänderung und bester Reproduzierbarkeit unter den FGL finden bevorzugt NiTi-Formgedächtnisdrähte als Aktorelemente in der Mikropositionierung Anwendung [2]. Materialien für die Positionierung im Mikro- und Nanometerbereich Für den Antrieb kleinster geregelter Bewegungen im Bereich von einigen zehn bis hundert Nanometern werden heute meist Aktoren aus Piezokeramik (PbZrTiO 3: PZT) verwendet. Piezoaktoren sind allerdings vergleichsweise teuer und weisen zudem dieselben technischen Nachteile wie die Formgedächtnisaktoren auf, nämlich Nichtlinerarität und insbesondere Hysterese. Eine exakte Mikropositionierung, wie sie beispielsweise die Rasterkraft- mikroskopie verlangt, erfordert die Beherrschung dieser Effekte durch den Einsatz von Wegmesssensoren und den Betrieb im geschlossenen Regelkreis. Für die Positionierung im Mikrometerbereich, kommen als Antriebe grundsätzlich aber auch NiTi-Formgedächtnisaktoren in Frage. FGL werden daher weltweit unter diesem Aspekt erforscht [3]. Abb.1 zeigt eine an der FHSO entwickelte, auf NiTi-Formgedächtnisdraht beruhende, Mikropositioniereinheit. Der NiTi- Draht wird hier als Antrieb für eine aus Festkörpergelenken aufgebaute, monolithische Doppelparallelogramm- Struktur genutzt. Diese Mechanik hat den Vorteil, dass sie neben der Verschleissfreiheit und der hohen Steifigkeit über keine Festkörperreibung und kein mechanisches Spiel verfügt. Damit eignet sie sich hervorragend für den Antrieb mit Formgedächtnisdraht. Interferometrische Vermessung von NiTi-Formgedächtnisdraht Damit NiTi-Formgedächtnisdraht künftig in der Mikroaktorik für die mikrometergenaue, reproduzierbare Positionierung Eingang finden kann, wurden die für die Mikropositionierung


relevanten Eigenschaften dieses Materials experimentell bestimmt. Dazu gehört die Längenänderung des unter Strom gesetzten Drahtes in Abhängigkeit der zugeführten elektrischen Leistung, die sich im Draht in einer entsprechenden Wärmezunahme manifestiert. Von grösstem Interesse ist daher die mit der zugeführten elektrischen Leistung einhergehende Zunahme der Drahttemperatur. Regelungsstrategie wird entwickelt Die Längenänderung des Formgedächtnisdrahtes aufgrund zugeführter elektrischer Energie kann mit dem an der FHSO entwickelten Laserinterferometer mit einer Auflösung von 0,3 Mikrometer bestimmt werden. Der prinzipielle Aufbau des Michelson- Interferometers, mit den peripheren Komponenten zur Datenerfassung und Steuerung (LabView), ist in Abb. 2 dargestellt. Eine Serie von unter gleichen Bedingungen durchgeführte Längenänderungsmessungen an getempertem NiTi-Draht ist in Abb. 3 dargestellt. Wie die Messungen zeigen, verhält sich die Längenänderung des NiTi-Drahtes gut reproduzierbar in Abhängigkeit zur >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch AUTOMATION & MICROSOLUTIONS Abb. 2: Schema des Quadratur-Michelson-Interferometers zur Längenänderungsmessung des NiTi-Drahtes. Drahttemperatur. Da die Reproduzierbarkeit des Drahtverhaltens wesentlich von der thermischen Vorbehandlung (annealing) des Materials abhängt, ist diesem Punkt grösste Aufmerksamkeit zu schenken. Gestützt auf diese Resultate wird gegenwärtig an der FHSO eine Regelungsstrategie erarbeitet, die es ermöglicht, NiTi-FGL auch in industriellen Positionierungssystemen zum Einsatz zu bringen. Erklärung zu Abb. 2: NPBS: nichtpolarisierender Referenzen Strahlteiler. PBS: polarisierender Strahlteiler. O/E-Wandler: optoelektronischer Wandler mit Transimpedanzverstärker zur Wandlung des Fotostroms in eine elektrische Spannung. λ/4-Platte: Verzögerungsplatte zur Erzeugung einer 90 o Phasen- verschiebung zwischen dem p- und s-Polarisationszustand. Quadratursignal: Die Laufrichtung der von den p und s-Zuständen stammenden Signale zueinander erlaubt die Richtungsbestimmung des sich verschiebenden Messarms. Abb. 3: Hystereseverhalten eines NiTi-Drahtes in Abhängigkeit von der Temperatur. [1] Burkhard G., van de Venn W. (2004): SMA - vielseitiges Material für die Medizintechnik. Forschungsbericht der FHSO [2] Hu M. et al. (2004): Titanium Nickel thin films for microactuation. ACTUATOR Conference Proceedings A 2.1: 78-85 [3] Jansen S. et al. (2004): Positioning Actuator based on shape memory wires. In: ACTUATOR Conference Proceedings A 2.4 : 94-97 _21_


_22_ Bruno Stuber Bereich Technik Daniel Binggeli Bereich Technik Aktivitätsmessung, Herzfrequenzmessung, Beschleunigungsmessung, Signalverarbeitung AUTOMATION & MICROSOLUTIONS MIT DER INDIVIDUELLEN AKTIVITÄTSMESSUNG BEWEGUNGSMUFFELN AUF DER SPUR Wir bewegen uns zuwenig. Wie wenig, das zeigen deutlich neue Aktivitätsmessungen, die dank einem an der FHSO entwickelten Messgerät möglich werden; die Testperson trägt das Gerät auf sich. Das Ergebnis macht den Bewegungsmangel deutlich und unser Messgerät ist ein wichtiges Hilfsmittel zu Prävention von Krankheiten, die als Folge von zu wenig Bewegung auftreten. Bei der Entwicklung des Geräts mussten eine Reihe von Schwierigkeiten gemeistert werden. Sportler verwenden seit längerer Zeit Puls-Monitor-Gurte, mit denen die Trainingsleistung und der Trainingsstand überwacht und ermittelt werden können. Im Sport eignet sich die Herzfrequenz als Indikator für den Energieverbrauch, denn ab einer Frequenz von 90 bis 100 Schlägen pro Minute kann man zuverlässig auf den Energieverbrauch schliessen. Um den Energieversbrauch in Alltagssituationen zu messen, muss man aber auf andere Grössen zurückgreifen. In unserem Messsystem verwenden wir dafür neben der Herzfrequenz die Horizontal- und Vertikalbeschleunigung, die am Körper im Bereich des Schwerpunkts gemessen wird. Die Beschleunigungssignale werden nach einem bestimmten Verfahren verarbeitet, um die für den Energieverbrauch relevanten Signalanteile herauszufiltern. In Abb. 1 ist die Messung während einer Velofahrt bergauf und bergab gezeigt. Die Herzfrequenz und die beiden Beschleunigungen steigen beim Bergauffahren und sinken bei der Abfahrt wieder. Unsere Untersuchung zeigt, dass jede Tätigkeit ein bestimmtes Beschleunigungs- und Herzfrequenzmuster aufweist. Das Gehen beispielsweise weist eine starke Vertikalbeschleunigung auf, die mit der Gehgeschwindigkeit zunimmt. Eine sitzende Tätigkeit hat dagegen eine starke horizontale Beschleunigungskomponente. Ein praxistaugliches Modell ist anspruchsvoll Die drei Messgrössen, Herzfrequenz, Vertikal und Horizontalbeschleunigung, spannen mathematisch einen dreidimensionalen Raum auf. Cluster ähnlicher Tätigkeiten können unterschieden und mit dem Energieverbrauch in Beziehung gebracht werden. So kann man die Bilanz der Aktivität und des Energieverbrauchs einer Person über einen längeren Zeitraum ziehen.


Um die Aktivitätsmessung im Alltag mit einem Prototyp durchführen zu können, war anspruchsvolle Entwicklungsarbeit nötig. Entscheidend dabei waren vor allem die Evaluation entsprechender Sensoren, die Konzeption der Signalaufbereitung auf analoger und digitaler Basis und die Implementierung in einem Microcontroller mit der Möglichkeit des Datenaustausches. Im Weitern musste die Messeinrichtung «low power», elektrisch und mechanisch robust, körperverträglich und einfach zu bedienen sein. Von der Wissenschaft in die Praxis Dieses Projekt ist ein eindrückliches Beispiel für den Technologietransfer von der FHSO in die praktische Anwendung. Wir bringen unser Know-how im Bereich analoge und digitale Signalverarbeitung, Algorithmen für die Puls- und Beschleunigungs-Auswertung, Labormessungen, Prototyping, Hard- und Software- Konzepte ein. Die von uns und unseren Partnern aus der Wirtschaft entwickelte Aktivitätsmessung kann eine wichtige Rolle im Bereich e-Health spielen und dort insbesondere bei der Prävention von Zivilisationskrankheiten zum Einsatz kommen. >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch AUTOMATION & MICROSOLUTIONS Abb. 1: Die bei einer Versuchsperson während einer Velofahrt gemessenen Grössen: Herzfrequenz (rot), Horizontal- (blau) und Vertikalbeschleunigung (grün). Finanzierung KTI Partner Sportwissenschaftliches Institut des Bundesamts für Sport, Magglingen. _23_


_24_ Jörg Sekler Bereich Technik Hans W. van de Venn Bereich Technik Reinraumtechnik, Mikrotechnologie Abb. 1: Das neue Reinraumlabor für Mikrotechnologie. AUTOMATION & MICROSOLUTIONS IN DER MIKROSYSTEM- UND MEDIZINALTECHNIK IST REINHEIT PFLICHT Das neue Reinraumlabor der FHSO bietet für die Entwicklung von Anwendungen in der Medizin- und Mikrosystemtechnik ideale Möglichkeiten. Grössere Forschungsprojekte sind bereits gestartet, bei denen es zum Beispiel um das saubere Handling kleiner Komponenten geht. Dafür sind sehr reine Arbeitsbedingungen notwendig, die jetzt zur Verfügung stehen. An der FHSO wurde in der ersten Hälfte 2004 ein Reinraum-Labor in die Laborhalle eingebaut, das sowohl zu Ausbildungszwecken als auch zur Realisation von anspruchsvollen Forschungs- und Dienstleistungsprojekten dient. Das neue Reinraumlabor der FHSO ist nach dem room-in-room-Konzept als Reinraumkabine mit einer direkt darüber liegenden Luftaufbereitungsanlage realisiert; so beansprucht die technische Infrastruktur bei einer Raumnutzfläche von 36 m 2 wenig Platz. Schutz vor Schmutz Um keinen Schmutz einzuschleppen, gehen die Benutzerinnen und Benutzer beim Betreten der Zugangasschleuse über eine Bodenklebematte und ziehen spezielle Schutzkleider über. Wir haben mit dem Reinraumlabor an der FHSO jetzt eine extrem saubere Arbeitsumgebung, in der Produkte und Prozesse vor organischen Verunreinigungen und vor Staub geschützt sind. Reinraumtechnik als Schlüsseldisziplin Reinräume sind in der Mikrotechnik unabdingbar, denn Staubpartikel zum Beispiel sind der grösste Feind vieler moderner Fertigungsprozesse, mit denen Produkte hergestellt werden, die heute Leistungsmerkmale haben, die vor kurzem noch unvorstellbar waren. Eine kontinuierliche Verringerung zum Beispiel des Stromverbrauchs, verbunden mit einer gleichzeitigen Kostensenkung, wird zunehmend zu einer Selbstverständlichkeit und ist den Möglichkeiten der Miniaturisierung von Bauteilen zu verdanken. Alltägliche Gebrauchsgüter der Computerindustrie und auch Produkte in der Medizintechnik können nur in absolut staubfreier Umgebung hergestellt werden. Normale Laborbedingungen würden zu nichtreproduzierbaren Resultaten oder Funktionsstörungen mit hoher Ausfallrate führen. Kennwerte der Laborinfrastruktur In unserem Reinraum der standardisierten Klasse 10000 sind höchstens 10000 Partikel pro Kubikfuss oder 352000 Partikel pro Kubikmeter Luftvolumen bei einer Partikelgrösse von 5 µm vorhanden. Zum Vergleich: ein menschliches Haar hat einen Durchmesser von 50–100 µm und ein typischer Wohn- oder Arbeitsbereich enthält mehrere Millionen Partikel, die zum Teil noch wesentlich grösser sind, als die für das menschliche Auge unsichtbaren Staubteile. In unserem Reinraum wird die Temperatur bei 22° ±1.5°C und die Feuchte bei 45 ±5% r.F.


konstant gehalten. Hohe Ansprüche werden insbesondere an eine homogene Temperaturverteilung im Raum gestellt, da eine präzise Handhabung kleinster Komponenten aufgrund der Wärmeausdehnung der unterschiedlichen Materialien die Beherrschung von Technologien im Submikronbereich erfordert. Für besonders kritische Arbeiten sind zwei reine Werkbänke, Flow Benches, der Klasse 100 vorhanden: dort sind sogar nur maximal 100 Partikel von 0.5 µm Grösse pro Kubikfuss zulässig. Mit dem neuen Reinraumlabor sind die Bedingungen für eine erfolgreiche Arbeit im Bereich Mikrosystem- und Medizinaltechnik geschaffen worden. Erste interessante Forschungsprojekte haben bereits begonnen. >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch AUTOMATION & MICROSOLUTIONS Abb. 2: Arbeiten im neuen Reinraum der FHSO. Ausschnitt: Fünf Rappen Münze als Grössenvergleich zu einem Werkstück in der Mikrosystemtechnik. _25_


_26_ Christoph Dahinden Bereich Technik Niklaus Degunda Bereich Technik Einsparung, Gebäudeautomation, Automationsfunktion AUTOMATION & MICROSOLUTIONS WIEVIEL ENERGIE DIE GEBÄUDEAUTOMATION SPART, LÄSST SICH BERECHNEN Für Unternehmen, die Energiesparmassnahmen verkaufen, ist es wichtig, schon während der Offertphase zuverlässige Aussagen über den Effekt der Sparmassnahmen machen zu können. Um die zu erwartende Einsparung abschätzen zu können, benötigen Verkäufer und Servicetechniker ein Tool, das einerseits einfach zu bedienen ist und andererseits ein genaues Resultat über Energie- und Kosteneinsparung verschiedener Massnahmen liefert. An der FHSO haben wir ein solches Tool entwickelt, das vor allem für Unternehmen interessant ist, die Automationslösungen in der Gebäudetechnik herstellen oder vertreiben. Vor einer Investition in eine Energiesparmassnahme ist oft unklar, ob und wie sie sich später auszahlt. In einer Diplomarbeit wurde an der FHSO in enger Zusammenarbeit mit Siemens Building Technologies ein Tool entwickelt, das die Einsparung von Energie und Kosten bei einer Reihe von Energiesparmassnahmen berechnet (Abb. 1). Ein Handbuch, in dem beispielsweise der Berechnungsgang beschrieben wird, haben wir ebenfalls entwickelt. Ein Beispiel: Heizkurven-Optimierung Die meisten Zentralwarmwasserheizungen sind heute mit einer witterungsgeführten Vorlauftemperaturregelung ausgerüstet. Die Vorlauftemperatur lässt sich in Abhängigkeit der Aussentemperatur einstellen. Welche Vorlauftemperatur bei welcher Aussentemperatur gewählt wird, bestimmt die Heizkurve: Sie ist korrekt eingestellt, wenn die Raumtemperatur unabhängig von den Aussenbedingungen konstant bleibt. Das ist allerdings schwierig, denn äussere und innere Wärmequellen, beispielsweise Sonneneinstrahlung oder Maschinen, beeinflussen sie. Gewöhnlich ist die Heizkurve zu hoch eingestellt und eine Überhitzung der Räume ist die Folge. Für jedes Grad Kelvin, um das die Raumtemperatur zu hoch ist, wird mit einem Energiemehrverbrauch zwischen fünf und zehn Prozent gerechnet. Unser Tool berechnet die Überhitzung der Räume und die Konsequenzen für den Energieverbrauch (Abb. 2). Entscheidungsgrundlage für Energiesparmassnahmen Ausgehend vom Status-quo berechnet das Tool den Spareffekt einer Reihe von Energiesparmassnahmen. Zeitschaltprogramme: Neben der Einsparung an elektrischer Energie durch kürzere Einschaltzeiten für die Beleuchtung kann auch teure Kühlenergie gespart werden, da die Beleuchtung nicht nur Licht-, sondern auch Wärmeerzeuger ist. Präsenzmelder: Durch den Einsatz von Präsenz- und Bewegungsmeldern kann die Einschaltzeit der Beleuchtung ohne Komforteinbusse reduziert werden. Eine zu grosse Einschalthäufigkeit wirkt sich jedoch schlecht auf die Lebensdauer der Leuchtmittel aus.


Thermostatventile: Thermostatventile vermeiden, dass einzelne Räume überhitzt werden. Automatischer Start und Stop: Neben der automatischen Bestimmung der Einund Ausschaltzeiten der Heizungs- und Klimaanlage wird auch die Raumtemperatur berücksichtigt, um die Einschaltzeit der Heizung so kurz wie möglich zu halten. Während der Absenkphase kann neben Heiz- und Kühlenergie auch elektrische Pumpen- und Ventilationsenergie eingespart werden. Heizgrenzen-Schaltautomatik: Oft wird die Heizung im Herbst eingeschaltet und läuft bis zum Frühling durch. Die Heizgrenzen-Schaltautomatik reduziert die Heiztage und spart neben Heizenergie auch Pumpenenergie. Druckreduzierung im Verteilnetzwerk: Wird der Luftvolumenstrom in allen Räumen reduziert, so baut sich durch Schliessen der Belüftungsklappen ein unnötiger Überdruck im primären Luftkanal auf. Durch Anpassung der Drehzahl des Ventilators kann der Druck reduziert werden. Dadurch kann elektrische Energie für die Ventilatoren gespart werden. Lastabwurfprogramm: Die Elektrizitätskosten setzen sich aus Energie- und Leistungspreis zusammen. Das Lastabwurfprogramm vermeidet Lastspitzen, indem es vorübergehend einzelne Verbraucher ausschaltet. Natürlich sind viele mögliche Massnahmen, um Energie zu sparen, in unserem Tool noch nicht berücksichtigt worden. Da es aber auf Excel beruht, lassen sich Ergänzungen leicht einfügen. >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch AUTOMATION & MICROSOLUTIONS Abb. 1: Bildschirmübersicht mit dem Effekt von Energiesparmassnahmen. Abb. 2: Darstellung der Heizkurven-Optimierung _27_


INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT _29_


_30_ Martin Klaper Bereich Technik Leo Kohler Bereich Technik Elektrokardiogramm, Signalverarbeitung, biomedizinische Signale Abb. 1: Rohrsonde, die zur Spannungsmessung dient. INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT BIOMEDIZINISCHE SIGNALVERARBEITUNG: DAS EKG PER PC Mit einer gewöhnlichen PC-Soundkarte kann ein Elektrokardiogramm (EKG) gemessen werden. Ein in Java erstelltes Computerprogramm misst die EKG-Signale, zeichnet sie auf und stellt sie in Echtzeit grafisch dar. Die Testperson muss nur zwei metallische Handgriffe berühren. Das EKG-Signal wird verstärkt und über die Soundkarte eines Laptops aufgenommen. Das Computer-Programm verarbeitet das Signal mittels digitalem Filter und ermittelt automatisch auch die Pulsrate. Durch Interpretation und Vergleich mit EKG-Testdatensätzen aus einer medizinischen Datenbank können diagnostische Aussagen gewonnen werden. Im Themenbereich «Messen biologischer Signale» sollte in einer Abschlussarbeit ein einfaches EKG-Messgerät für den PC entwickelt werden. Das EKG-Signal ist eine durch die Aktivität des Herzens verursachte Spannung, welche an der Körperoberfläche gemessen werden kann. Das Aussehen der EKG-Kurve ist eines der wichtigsten Hilfsmittel, um Herzkrankheiten diagnostizieren zu können. Im ersten Teil der Arbeit wurden Testdaten von Standard-EKG’s, wie sie in medizinischen Datenbanken angeboten werden, verarbeitet und dargestellt. Im zweiten Teil wurde die PC-Soundkarte als Messeingang verwendet, um reale Signale aufzunehmen. Um ein störungsfreies und damit ein brauchbares EKG-Signal zu erhalten, ist es notwendig, verschiedene auftretende Störsignale herauszufiltern. Dies wurde mit einem Biquad-IIR-Filter erreicht, das je nach Konfiguration für jede der erforderlichen Filterfunktionen eingesetzt werden kann. Ein 50-Hz Sperrfilter entfernt das durch die Netzspannung verursachte Störsignal, während andere Störfrequenzen durch ein zusätzliches Hochpassfilter entfernt werden. Da das Signal durch Sonden an der Körperoberfläche aufgenommen wird, kann ein sich verändernder Gleichspannungsanteil überlagert sein. Dieser wird mittels eines «DC-Blocking-Filters» entfernt. Der Hauptausschlag des EKG- Signals kann durch ein Bandpassfilter extrahiert werden, was die Bestimmung der Pulsrate erleichtert. Vom Programm kann sowohl das Originalsignal als auch das durch das Filter verarbeitete Signal dargestellt werden. Da sämtliche Filterfunktionen vom Benutzer explizit zugeschaltet und konfiguriert werden können, wird deren Einfluss auf das Signal anschaulich aufgezeigt. Für die Ermittlung der Pulsrate wird die Autokorrelationsfunktion verwendet. Dabei wird ein periodisches Signal mit sich selbst verglichen und dadurch seine Periodendauer bestimmt. Die richtige Soundkarte ist wichtig Um reale Daten aufnehmen zu können, musste zuerst eine geeignete Soundkarte gefunden werden. Die wichtigste Anforderung dabei war, dass der Frequenzgang eine genügend tiefe untere Grenzfrequenz aufweist. Nur so können die sehr niederfrequenten EKG- Signale wahrheitsgetreu aufgenommen werden. Anhand verschiedener


Messungen wurde als geeignete Soundkarte die «Creative-Soundblaster MP3+»- Karte gewählt. In einer weiteren Messung wurden die Unterschiede zwischen Mikrophon- und Line-Eingang dieser Karte ausgemessen. Erstaunlicherweise verfügt nur der Line-Eingang über einen linearen Frequenzgang bis in tiefe Frequenzen, während sehr niederfrequente Signale vom Mikrophon-Eingang stark gedämpft werden. Die Messungen haben zudem gezeigt, dass für die Erfassung realer EKG- Signale eine zusätzliche Schaltung erforderlich ist, welche die sehr kleinen Spannungen extern verstärkt. Rohrsonde misst EKG-Spannung Mit der genannten Verstärkerschaltung und dem Computerprogramm konnten reale Daten erfasst werden. Diese ist zuerst durch handelsübliche Einwegsonden aufgenommen worden. Da das Aufkleben von Sonden für Demonstrationszwecke jedoch ungeeignet ist, wurde eine Rohrsonde gebaut (Abb.1). Diese wird von der Testperson mit beiden Händen fest umfasst. Die EKG- Spannung wird an den Handflächen gemessen. Die Qualität eines so aufgenommenen Signals ist zwar klar schlech- INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch ter als mit Einwegsonden, reicht aber für die Ermittlung der Pulsrate und die visuelle Darstellung aus. Für ein vollständiges EKG werden 12 Signale benötigt, die an definierten Stellen des Körpers gemessen werden. Ein Konzept zur Erweiterung des erstellten Programms zu einem echten 12-Sonden-EKG wurde innerhalb dieser Abschlussarbeit ebenfalls erarbeitet. Abb. 2: Grafische Darstellung eines EKG-Signals. _31_


_32_ Rolf Dornberger Bereich Wirtschaft Fabian Probst Bereich Wirtschaft Ralph Gloor Bereich Wirtschaft Biometrik, Biometrie, biometrische Verfahren, biometrics INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT DER EINSATZ BIOMETRISCHER VERFAHREN HAT KÜNFTIG KONJUNKTUR Im Einsatz biometrischer Verfahren liegt ein grosses Potential für die Erhöhung der Sicherheit und des Komforts im Alltag. Je genauer und gleichzeitig unauffälliger diese Verfahren werden, desto grösser werden aber auch die Gefahren des Missbrauchs. An der FHSO läuft ein Forschungsprojekt, das die wirtschaftlichen Möglichkeiten der Biometrie untersucht. Biometrik, oftmals auch Biometrie genannt, ist ein Sammelbegriff für computerunterstützte Verfahren, die dazu dienen, Personen anhand gewisser physikalischer, physiologischer oder verhaltensrelevanter Merkmale eindeutig zu identifizieren. Das Forschungsgebiet der Biometrik ist immer noch relativ neu und liegt klar im Trend der Systemlösungen, die eine erhöhte Sicherheit versprechen. Mit den immensen Wachstumsraten, die für die Biometrik vorausgesagt werden, scheint diese Branche noch keine Sättigung am Markt erreicht zu haben. Mit eigenen Vorarbeiten der FHSO, beispielsweise auf der Methodikseite oder im Bereich der Anwendungen, sollte es heute noch möglich sein, sich in der Biometrik- Branche in einem Nischenbereich zu platzieren. Dabei muss nicht unbedingt die Technologie eines neuen biometrischen Verfahrens im Vordergrund stehen, sondern können auch die Prozesse, die einerseits Sicherheit gewährleisten, andererseits aber die Persönlichkeitsrechte schützen, Schwerpunkt sein. Biometrische Verfahren werden in zwei verschiedenen Anwendungsbereichen eingesetzt. Zum einen bei der Identifi- kation: Dem Auffinden einer bestimmten Person in einer Gruppe von Personen. Zum anderen in der Authentifikation: Der Überprüfung der Identität einer Person. Biometrische Verfahren arbeiten beispielsweise mit der Erkennung des Gesichts, von Fingerabdrücken, Daten der Handgeometrie, Iris, Retina, Stimme, Handschrift oder dem individuellen Bewegungsverhalten. Die computerbasierte Auswertung biometrischer Merkmale erfolgt über die Auswertung von Ähnlichkeitsfaktoren unter der Berücksichtigung von Treffer- und Fehlerraten (Abb. 1). Allerdings ist nicht jedes biometrische Verfahren für die Identifikation und die Authentifikation gleich gut geeignet und entsprechend praktikabel einsetzbar. Einsatz biometrischer Verfahren nimmt zu Die Forschung und Entwicklung biometrischer Verfahren läuft auf Hochtouren. Eine Evaluation in den Jahren 2001 bis 2003 von Firmen, die sich mit der Entwicklung und der Vermarktung von biometrischen Systemen beschäftigen,


zeigt das positive Wachstum dieser Branche. Den Firmen kommt dabei entgegen, dass das Bedürfnis nach Sicherheit und damit nach biometrischen Verfahren, die eine hohe personengebundene Sicherheit versprechen, stark gestiegen ist. Der Einsatz biometrischer Verfahren wird heute in vielen Bereichen nicht nur diskutiert, sondern teilweise schon grossflächig vorangetrieben: das Erkennen von Straftätern bei Sportereignissen, das Auffinden von ausgewiesenen Personen bei der Wiedereinreise am Flughafen oder beispielsweise beim Einsatz biometrischer Kennzeichen in Pässen. Manche Verfahren sind nicht benutzerfreundlich Im Alltag gibt es allerdings Hindernisse für den Einsatz dieser Verfahren. Sie sind zum Teil wenig benutzerfreundlich, dass viele Personen davon abgehalten werden, mit ihnen richtig umzugehen. Dazu gehören etwa die Verfahren der Retina-Erkennung. Werden die Verfahren diskret eingesetzt, können sich Betroffene in ihrer Privatsphäre verletzt fühlen, wie das etwa bei der breit angelegten Gesichtserfassung auf INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch Videos geschehen kann. Dies alles trägt zu teilweise grossen Vorbehalten seitens der potenziell zu identifizierenden Personen bei. Das Forschungsgebiet der Biometrik ist immer noch relativ neu und liegt klar im Trend der Systemlösungen, die eine erhöhte Sicherheit versprechen. Mit den immensen Wachstumsraten, die für die Biometrik-Branche vorausgesagt werden, scheint diese Branche noch keine Marktstättigung erreicht zu haben. Abb. 1: Systemarchitektur eines biometrischen Systems. Publikationen Dornberger, R. & F. Probst (2003): Biometrics – Eine Übersicht. Discussion Paper DPW 2003-02, Fachhochschule Solothurn Nordwestschweiz Dornberger, R. (2004): Grenzen biometrischer Verfahren, Kommentar. In: Bulletin SEV / VSE, Nr. 23, Nov. S. 66 _33_


_34_ Dominique Brodbeck Bereich Technik Markus Degen Bereich Technik Martin Kropp Bereich Technik Jürg Luthiger Bereich Technik ICT, Mobiltechnologie, Verteilte Systeme, eHealth, RFID INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT MIT KOMMUNIKATIONS- TECHNOLOGIE LASSEN SICH PROBLEME IM GESUNDHEITSWESEN LÖSEN Dem Gesundheitswesen stellen sich durch die demographische Entwicklung neue Herausforderungen. Mit dem intelligenten Einsatz der Informations- und Kommunikationstechnologie kann ein wesentlicher Beitrag zu ihrer Bewältigung geleistet werden. Am Institut für interdisziplinäre Informationstechnologie, i3t, der FHSO werden Anwendungsmöglichkeiten evaluiert mit dem Ziel, das Gesundheitswesen zu verbessern. Dabei sind beispielsweise die elektronische Patientenakte oder das elektronische Disease Management von grosser Bedeutung. An der FHSO hat sich das Institut für interdisziplinäre Informationstechnologie, i3t, zum Ziel gesetzt, durch den Einsatz seiner Kompetenz im Bereich der Verteilten und Mobilen Systeme einen Beitrag zur Lösung der künftigen Herausforderungen im Gesundheitswesen zu leisten. In seinem Arbeitsschwerpunkt eHealth betreibt i3t angewandte Forschung und unterstützt Firmen bei der Entwicklung und Umsetzung von innovativen IT-Lösungen im Gesundheitswesen. Es fördert damit die Realisierung von neuen Anwendungen, wie beispielsweise die telemedizinische Patientenbetreuung oder die Einführung der elektronischen Patientenakte. In diesem sehr interdisziplinären Umfeld arbeitet i3t mit universitären Hochschulen und anderen Forschungspartnern in ergänzenden Disziplinen zusammen. Wir wirken zum Beispiel an den Projekten eDim-elektronisches Disease Management und HAVE- EPR-Verfügbarkeit der Elektronischen Patientenakte in Spitälern mit. Die modernen Technologien können in einigen Bereichen zu wesentlich besseren Lösungen führen: _ Die Verbesserung bestehender und die Entwicklung neuer medizinischer Techniken. _ Die Verfügbarmachung medizinischer Technik für möglichst viele Menschen. _ Die Stärkung von Prävention und Selbstverantwortung. Chancen liegen in der ganzheitlichen Betrachtung Entscheidend ist, dass Lösungen entwickelt werden, die der Mensch- Technologie-Schnittstelle gerecht werden. Hier treffen High-Tech, psychologische Einflüsse und soziale Aspekte aufeinander und die spezifischen Charakteristika von mobilen und vernetzten Geräten erlauben ganz neue Einsatzmöglichkeiten. Solche könnten beispielsweise sein: _ Heim-Monitoring: Messung von krankheitsrelevanten Daten zu Hause durch den Patienten. _ Telemedizinisches Disease Management: Pseudo-individuelle Patientenbetreuung durch integrierte telemedizinische Informationssysteme.


_ Elektronische Patientenakte: Zentral gespeicherte und trotzdem überall verfügbare Krankengeschichte. _ Point-of-Care-Labor-Testing: Integration von mobilen Messstationen in das Spitalinformatiksystem. Darüber hinaus gibt es eine Vielzahl junger Forschungs- und Anwendungsgebiete, wie etwa in-body-area-networks, also intelligente Prothesen, intelligente Medikamentenverpackungen, Wearable Computing, Wireless Sensor Networks oder Persuasive Computing. Auch sie werden einen Beitrag zur Verbesserung des Gesundheitswesens der Zukunft leisten. Neue Technik wirft neue Fragen auf Mit dem Einsatz dieser neuen Techniken stellen sich auch neue wissenschaftliche Fragen: _ Wie wird die Flut der generierten Daten verwaltet und in einer für die Interpretation durch Menschen geeigneten Form aufbereitet? _ Wie kann die spontane Vernetzung von mobilen Geräten für neue Anwendungen genutzt werden? INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch _ Wie lassen sich selbst generierende Kontextinformationen für neue Dienstleistungen nutzen? _ Wie beeinflusst die grössere Intimität von mobilen Geräten das Verhalten der Benutzerinnen und Benutzer? _ Wie kann der Persönlichkeitsschutz der involvierten Personen gewährleistet werden? Auf der technischen Seite stellen sich ebenfalls eine Reihe weiterer Fragen: _ Wie muss eine geeignete Sicherheitsinfrastruktur aufgebaut sein? _ Wie sieht eine effektive Software- Entwicklung für die heterogene Welt der mobilen Geräte aus? _ Wie kann eine sichere und zugleich effiziente Datenkommunikation gewährleistet werden? _ Wie kann eine einfache Benutzbarkeit der mobilen Geräte für Benutzer erreicht werden? _ Wie werden bestehende ICT-Systeme in neue, moderne Applikationen integriert? Noch sind weitere innovative Lösungen für das Gesundheitswesen nötig; die FHSO leistet dazu ihren Beitrag. Projektpartner Projekt eDim – elektronisches Disease Management: Ein KTI Projekt der FHSO und der Firma Medgate. Projekt HAVE-EPR – Verfügbarkeit der Elektronischen Patientenakte in Spitälern: Ein soft[net] Projekt der FHSO, des Paraplegiker Zentrums Nottwil und der Firma Nexus. Publikationen Brodbeck, D., R. Gasser, J. Luthiger & S. Reichlin (2004): Informatikkonzept und Methoden zur telemedizinischen Patientenbetreuung mit mobilen Endgeräten. Vortrag am GMDS 2004, Innsbruck Brodbeck, D., R. Gasser, M. Degen, S. Reichlin & J. Luthiger (sub.): Enabling Large-Scale Telemedical Diesease Management through Interactive Visualization. Methods of Information in Medicine (sub.) _35_


_36_ Caregiver Jürg Luthiger Bereich Technik Dominique Brodbeck Bereich Technik Markus Degen Bereich Technik Remo Wyss Bereich Technik Disease Management, Telemedizin, Informationsvisualisierung, Mobile Applikation www.edim.fhso.ch Abb. 1: Das Konzept der virtuellen Gruppen, das die 1-zu-1-Beziehung zwischen Betreuer und Teilnehmer durch eine 1-zu-n-Beziehung ersetzt. Abb. 2: Prototyp der Betreuerapplikation mit Berücksichtung verschiedener Konzepte der Informationsvisualisierung. INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT Patients TELEMEDIZINISCHES DISEASE MANAGEMENT WIRD DURCH MOBILE INFORMATIONS- TECHNIK MÖGLICH Im Rahmen unseres Forschungsprojektes haben wir die technische Infrastruktur für telemedizinische Disease Management Programme entworfen. Dabei wurde die Wirtschaftlichkeit und Effektivität im Vergleich zu bestehenden Betreuungsprogrammen verbessert. Wir haben die individuelle Betreuung durch ein neuartiges Konzept des Teil-individuellen Feedbacks ersetzt. Es richtet sich an Gruppen von Patienten mit ähnlichen Charakteristiken. Disease Management ist aus medizinischer und ökonomischer Sicht ein wichtiges Element, um die Versorgung chronisch kranker Menschen zu verbessern. Dabei wird in Disease Management Programme zunehmend die Telekommunikations- und Informationstechnologie eingesetzt. Dies ermöglicht neue Behandlungs- und Präventationsstrategien. Bereits heute existieren sie: Das Health Buddy System für ältere Personen mit einem Herzfehler, das von Health Hero in Kalifornien betrieben wird oder das Betreuungs-programm für Patienten mit Bluthochdruck von Medgate in Basel. Diese Systeme beschränken sich jedoch auf die Erfassung des Patientenzustandes, wobei die elektronische Rückmeldung standardisiert und unpersönlich ist. Für den individuellen Feedback wird nach wie vor das Telefon eingesetzt. Solche Systeme skalieren aber schlecht, d.h. die Betreuung einer grossen Teilnehmerzahl ist unwirtschaftlich. Zurzeit gibt es noch keine Lösung, die es erlaubt, chronisch kranke Patienten gruppenweise, aber dennoch zum Teil personalisiert, teleme- dizinisch zu betreuen. Entsprechende Ansätze sind bisher an technischen Schwierigkeiten gescheitert. In unserem Projekt haben wir die technische Infrastruktur für ein wirtschaftliches und effizientes telemedizinische Disease Management Programme konzipiert. Dabei ist ein Funktionsmuster erstellt und für den Einsatz in einem zukünftigen Betreuungsprogramm für Jugendliche, die unter Fettleibigkeit (Adipositas) leiden, vorbereitet worden. Teil-individuelle Betreuung ist besser als eine unpersönliche Das Hauptproblem bei der Durchführung von Disease Management Programmen mit einer grossen Teilnehmerzahl ist die ressourcen- und kostenintensive 1-zu-1-Beziehung zwischen Betreuer und Teilnehmer. Die Effektivität der Behandlung hängt allerdings stark von der individuellen Betreuung ab. Unser System ersetzt deshalb die 1-zu-1 durch eine 1-zu-n- Beziehung zwischen Betreuer und Teilnehmern. Dazu werden virtuelle Patientengruppen gebildet. Der Betreuer kann diese Gruppen aufgrund ähnlicher Eigenschaften, wie Lebensumstände


oder Gesundheitszustand bilden und dieser Gruppe eine bestimmte Aktion zuordnen. Die Gruppen sind dynamisch und existieren nur so lange die Intervention aktiv ist. Dieser Ansatz erlaubt es, die Anzahl der Beziehungen zwischen Betreuer und Patient zu reduzieren und gleichwohl eine individualisierte Betreuung sicher zu stellen (Abb. 1). Informationsvisualisierung ist wichtig Die virtuellen Gruppen werden dynamisch erzeugt, können sich ändern und verschwinden wieder. Damit der Betreuer diese Strukturen und die daran gekoppelte Datenmenge kontrollieren und koordinieren kann, braucht er Werkzeuge, die über die Möglichkeiten einer traditionellen Datenbank Applikation hinausgehen. Wir setzen die Informationsvisualisierung ein, die ein junges Forschungsgebiet ist, das sich mit der interaktiven, visuellen Repräsentation von abstrakten Daten beschäftigt. Die entsprechenden Tools ermöglichen den Zugriff, die Navigation und das Verstehen komplexer Informationen. Sie sind daher geeignet, auch das Problem der virtuellen Gruppen zu lösen (Abb. 2). Einbindung mobiler Endgeräte bringt Gesundheit zum Patienten Die «Persuasive Technology» zeigt, dass interaktive Technologie grossen Einfluss auf das Verhalten der Benutzer haben kann. Mobile Applikationen verstärken diesen Einfluss, da die mobilen Geräte personifiziert und allgegenwärtig sind. Trotz limitierter Ressourcen der mobilen Geräte, kann eine mobile Applikation mit einer innovativen, interaktiven Benutzerschnittstelle die angestrebte Verhaltensänderung in einem telemedizinischen Betreuungsprogramm effektiv unterstützen. Machbarkeit wird bei Adipositas erprobt Adipositas ist in den Industrieländern ein bedeutendes Gesundheitsproblem. INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch Sie ist weit verbreitet, zieht schwere Folgekrankheiten nach sich und hat negative ökonomische Auswirkungen. Weil adipöse Jugendliche meist auch als Erwachsene stark übergewichtig sind, können durch eine frühzeitige Intervention dicke Erwachsene verhindert und der spätere Gesundheitszustand verbessert werden. Ziel des Betreuungsprogramms für Jugendliche mit Adipositas ist eine Lebensstilveränderung: die Kinder sollen sich mehr bewegen und sich gesund ernähren. Das Projekt hat drei Phasen. In der ersten haben wir das Konzept erstellt und die Methoden untersucht, um dieses umzusetzen. Anhand von Prototypen wurde die Realisierbarkeit von Komponenten überprüft. Wir befinden uns nun in der zweiten Phase, in der wir das System realisieren. Die einzelnen Komponenten werden danach in eine Gesamtapplikation integriert, die das Funktionsmuster darstellt. In der letzten Phase wird die Gesamtapplikation in einer Feldstudie geprüft und die Testergebnisse werden analysiert. Im Rahmen des Forschungsprojektes haben wir ein Konzept entwickelt, um die kosten- und ressourcenintensive 1-zu-1-Beziehung zwischen Betreuer und Teilnehmer durch eine Teil-individuelle 1-zu-n-Betreuung zu ersetzen. Die Betreuungsarbeit wird durch innovative, interaktive Benutzerschnittstellen unterstützt. Um die Effektivität der Betreuungsprogramme mit verhaltensmedizinischem Schwerpunkt zu verbessern, werden mobile Geräte eingesetzt. Dabei müssen die Möglichkeiten und die Grenzen entsprechender mobiler Applikationen weiter untersucht und ausgearbeitet werden. Stichworte: Disease Management: Disease Management steht für eine Optimierung standardisierbarer Versorgungsabläufe für definierte Patientengruppen durch Interventionen auf einer der individuellen Behandlung übergeordneten organisatorischen Ebene. Telemedizin: Die Telemedizin nutzt die Telekommunikations- und Informationstechnologie, um die räumliche Distanz zwischen Patient und behandelndem Arzt sowie zwischen mehreren Ärzten zu überwinden. Projektpartner MEDGATE, Medizinisches Beratungszentrum, Basel. Finanzierung Das Projekt ist ein von KTI gefördertes Bundesprojekt (KTI-Projekt 7044.2 FHS-LS). Publikationen Brodbeck, D. et al. (subm.): Concepts and Methods for Telemedical Disease Management through Mobile Devices. Methods of Information in Medicine Brodbeck, D. (2004): Informatikkonzept und Methoden zur telemedizinischen Patienten- Betreuung mit mobilen Endgeräten. Referat, GMDS 2004, Innsbruck, September 2004 _37_


_38_ Taoufik Nouri Bereich Technik Fig. 1: The differet steps from sample to results when analyzing DNA databases. INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT FUNCTIONAL GENOMICS: DISCOVERING AND VISUALIZING BIOLOGICAL RULES FROM IMMUNOLOGY DATA In our project at the FHSO we use a new and multidisciplinary approach combining Artificial Intelligence and immunology. We use an anonymous data set containing a huge number of allergy tests of patients. After cleaning and normalizing the data, we use data mining techniques in order to discover non-trivial new knowledge. We were able to discover a set of new association rules between allergens and new groups and families of allergens. We found a new way of discovering hitherto unknown facts that might proof important to immunology. This research work is a new and multidisciplinary approach combining Artificial Intelligence and immunology to find new and unexpected biological rules responsible for allergies. We use visualisation techniques to discover them. The starting point is an anonymous data set containing a huge number of allergy tests of patients (children). After cleaning and normalizing this database, we implemented data mining techniques in order to discover non-trivial new knowledge. This way we are able to identify additional allergies. We are also able to assess the protection of a vaccination. As a result, we were able to discover a set of new association rules between allergens and new groups or families of allergens. Visualisation and evaluation algorithms as well as samples of the discovered association rules are shown in Tab. 1. If one gets a vaccination, e.g. against hazel, one is protected against olive, with a support of 46.1 and a confidence of 72.2. Through the visualization of some of the rule sets, we clearly see the link and the force of the association between the allergens and the new discovered groups. The discovered association rules between allergens oriented us to a possible link between these allergens. This statement should be confirmed through comparison of their DNA structure contained in the biological databases. In a clinical study our findings should be conducted to demonstrate such results without any doubt.


Tab. 1: Discovered associations. INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT Premise Consequent Support Confidence Hazel Olive 46.1 72.2 Hazel Poplar 57.5 47.3 Poplar Hazel 36.3 75.0 Hazel Spruce 52.2 30.4 Spruce Hazel 21.5 73.6 Hazel Plane 40.0 41.1 >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch Fig. 2: Visualization of our results. Bold red lines indicate a strong correlation. Fig. 3: Screenshot of the newly developed solution. _39_


_40_ Martin Kropp Bereich Technik Fabio Uechi Bereich Technik J2ME, SMS, Smart Client, GUI, Mobile Device, MIDP2.0, WMA1.0, Push Service, Messaging Fig. 1: eFitness core system. Fig. 2: eFitness mobile system overview. References [1] kannel: an Open Source WAP and SMS gateway http://www.kannel.org/ [2] Ant. An XML based make utility. http://ant.apache.org/ [3] Antenna, An Ant-to-End Solution For Wireless Java, http://antenna.sourceforge.net/ [4] maven. A Java project management and project comprehension tool. http://maven.apache.org INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT eFITNESS MOBILE – HELPING ATHLETES WITH A J2ME APPLICATION “eFitness mobile” is a mobile smart client application for the distributed training data management system “eFitness”. This article demonstrates the development of the J2ME-based application and how we integrated it into the existing server environment using SMS and GPRS communication. To ensure easy handling of the system, we exploited J2ME’s graphical capabilities. The «eFitness» platform is a distributed software system used for mobile and distributed management and analysis of athletes’ training data. This real world case study has been developed at the FHSO as an experimental research platform to explore new distributed system technologies, like XML, Web Services, and SOA as well as interoperability of heterogeneous environments, like .NET, J2EE with their mobile counterparts .NET CF and J2ME. The heart of eFitness is a central server system, working as an application server which is based on Java J2EE technology and the JBoss application server for server-side data management. The open source tools Apache Axis web server and the PostgreSQL database for data storage. Fig. 1 shows the eFitness’ overall architecture. On the client side a desktop application based on a Microsoft .NET/C# platform allows comfortable editing and analysis of the training data. Data from training sessions can be exchanged with the server using Web Services technology. Mobile PDA clients, able to synchronize data with desktop applications, have been developed for HP iPaq (using .NET CF) and Palm devices (using Palm OS). To ensure interoperability, any data storage on the client side is done in XML, which is also used for the data exchange with the server system. The J2ME Smart Client The new eFitness mobile application is a mobile smart client, which allows direct data exchange with the server through wireless communication. The objective was to provide an easy to use solution for the athlete on an already available device – his mobile phone. The technological goal was to explore the latest J2ME platform MIPD2.0 and the Wireless Messaging API (WMA) for mobile application development and wireless communication through SMS and HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) over GPRS. Fig. 2 shows the architecture and the integration into the existing eFitness platform. In the SMS communication mode the mobile device communicates via a SMS gateway with the server. The SMS gateway itself consists of a mobile device that is connected to a PC and communicates with the server through a standard HTTP connection. The gateway application uses the open source kannel SMS gateway [1]. SMS communication enables pushservices to


notify users of upcoming events and planned training sessions. For simple data retrieval the user can use the cheaper and more efficient HTTP over the GPRS communication mode. The user interface is easy understood An easy and intuitive operation of the application was a major development goal. We exploited the graphical capabilities of the J2ME platform and used an icon-based approach for the user interface. As shown in Fig. 3 the application allows to enter new and edit existing training sessions on the device, download and send training sessions to and from the device and edit the account info of the user. Fig. 5 shows how we used icons in the listing of stored training sessions to provide basic information about them. They can be shown e.g. as results per session or on a daily basis. The tools we used The application was completely developed with open source tools. These include: _ Ant, an XML based make-utility [2] _ Antenna, an Ant extension for Wireless Java development [3] _ maven, Java project management and project comprehension tool [4] A look ahead J2ME is an adequate platform for the development of mobile applications. The support of the new MIDP2.0 technology is increasing very fast. J2ME also offers very good graphics support, when optimized for a device, reduces the seamless porting to other devices. The application is currently optimized for the Nokia 6600, which has been selected mainly because of its relatively large display, and is planned to be ported to other devices. INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch Fig. 3: eFitness mobile main menu. Fig. 4: Training session input form. Fig. 5: Listing of stored training sessions. Abbrevations .NET Microsoft’s latest operating system and development platform .NET CF Compact Framework for mobile Publications devices J2EE Java 2 Enterprise Edition. A Java development platform for enterprise application development J2ME Java 2 Micro Edition. Java development platform for small and mobile devices SMS Short Message Service HTTP Hyper Text Transfer Protocol MIDP2.0 Mobile Information Device Profile – a set of API’s for J2ME WMA Wireless Messaging API for J2ME SOA Service-Oriented Architecture. A new concept for the architecture of distributed systems XML eXtensible Markup Language Kropp, M. & J. Luthiger (2003): eFitness – ein plattformübergreifendes Trainingsdatenmana- gement-System, Forschungsbericht 2003 der FHSO, pp. 36-37 Kropp, M. & J. Luthiger (2004): Interoperabilität von J2EE und .NET über XML, XML Schemas und Web Services. In: EAI Forum 2004 Schweiz, Nov. 2004, Zürich-Regensdorf Kropp, M. & J. Luthiger (2004): Interoperabilität von J2EE und .NET. In: J2EE Archtitektur und praktische Einsätze, Mai 2004, Olten, DSS- Tagungsreihe der FHSO Bucheli K. & M. Kropp (2003): Uniform Platform Makes Life Easier for Developers - GUI Programming with the .NET Compact Framework for the Pocket PC. In: DOTNET Developers' Journal, April 2003, pp. 8-1 Withanage, N. & M. Kropp (o.J.): Viewing and Writing XML Data With ADO.NET DataSets; C# Kropp, M. et al. (2002): Mobiles Trainingsdatenmanagement mittels Web-Services. FHSO Forschungsbericht 2002 _41_


_42_ Wolfgang Gessner Bereich Wirtschaft Emotionale Kompetenz, Künstliche Emotion, health sciences Was hinter der Emotionalen Intelligenz steckt: Die Fähigkeit, die Entstehung und Existenz eigener und fremder Emotionen zutreffend zu erkennen. Die Fähigkeit, die Ursachen und die Berechtigung von Emotionen angemessen einschätzen zu können. Die Fähigkeit, die Relation von situativem Wissen, Wertungen und sozialen Regeln in der Emotionsentstehung analysieren zu können. Die Fähigkeit, eigene Emotionen wertbezogen und situationsangemessen entwickeln und steuern zu können. Die Fähigkeit, Emotionen selbstkritisch reflektieren und korrigieren zu können. Die Fähigkeit, positive und negative Emotionen zu erkennen und den angemessenen Umgang mit konfliktträchtigen Emotionen zu beherrschen. Die Fähigkeit, die Rolle von Emotionen in Gruppenprozessen einschätzen und sie steuern zu können. Die Fähigkeit, Emotionen als unterstützender oder behindernder Faktor in scheinbar emotionsfremden Bereiche, wie Denken, Wertbildung, Entscheidungsfindung und Argumentation erkennen, verstehen und bewältigen zu können. INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT EMOTIONALE INTELLIGENZ IST IN DER IT PRAKTISCH EINSETZBAR Die Psychologie beschäftigt sich schon seit langem mit der Frage, was unter Intelligenz zu verstehen ist. In neuster Zeit wird Intelligenz als multiples Konzept aufgefasst: Der ursprüngliche Fokus auf Denken, Wahrnehmung und Sprache wird dabei auch um den der Emotionalen Intelligenz erweitert. An der FHSO fragen wir nach ihrer Substanz und praktischen Einsetzbarkeit. Dabei interessiert uns ihre Verwendung in der Informationstechnologie für das Gesundheitswesen der Zukunft, denn mit menschlicher Mimik lassen sich bestimmte Botschaften besser transportieren als mit geschriebener Sprache. In unserem Projekt an der FHSO haben wir einen Überblick über die verschiedenen Konzepte der Intelligenz erarbeitet und uns insbesondere mit den praktischen Einsatzmöglichkeiten der Emotionalen Intelligenz beschäftigt. Dabei geht es vor allem um ihre Verwendung im Bereich IT an der Schnittstelle Mensch- Maschine. In den letzten Jahren ist der Begriff der Intelligenz um wesentliche nichtkognitive Bestandteile erweitert worden. Dazu gehören neben der Emotionalen Intelligenz die sieben Intelligenzen von Gardner: die logisch-mathematische, linguistische, räumliche, musikalische, körperlich-kinästhetische, personale und intrapersonale Intelligenz. Diskutiert werden auch Praktische Intelligenz und Soziale Intelligenz, die sich von der Theoretischen Intelligenz abgrenzen. Das Konzept der Emotionalen Intelligenz (EI) stammt aus dem Jahr 1990 und wurde 1995 von Daniel Goleman, einem Wissenschaftsjournalisten der New York Times, sehr erfolgreich popularisiert und zugleich stark generalisiert. Er erweiterte das fähigkeitsorientierte Konzept um anlagebedingte Charaktereigenschaften einer Person. Sein Buch «Emotionale Intelligenz» ist mit weltweit über drei Millionen verkaufter Exemplare das erfolgreichste Buch in den Sozialwissenschaften überhaupt. Dies wirkte als Auslöser, das Konzept vor allem in der Managementberatung einzusetzen. Eine Welle von Lebenshilfeliteratur zu diesem Thema hat seitdem den Buchmarkt überschwemmt, die allerdings theoretisch nur schwach fundiert ist, was wiederum in der psychologischen Fachwelt stark kritisiert wird. Obwohl also die Vorgeschichte der Konzeptualisierung und vor allem der Umsetzung von EI mit Vorsicht und Skepsis zu betrachten ist, ergeben sich für den Kernbestand dieses Konzepts erfreuliche Aussichten. Die derzeit dominierenden kognitiven Theorien der Emotionen erlauben eine differenzierte Weiterentwicklung dieser Kompetenzen. Die Mängel bisheriger Auffassungen und Erklärungsversuche von Emotionaler Intelligenz (EI) erweisen sich damit als Chance, eine anwendungsorientierte Neukonzeption aufzubauen, die als «Emotionale Kompetenz» (EK) qualitative Analysen in den Vordergrund stellt. Emotionale Kompetenz im IT-Bereich Besonders aussichtsreiche Perspektiven ergeben sich, wenn man verschiedene


Erkenntnisse aus dieser kognitiv-strukturellen Emotionstheorie für technische Anwendungen in Zukunft nutzbar macht. Fortschrittliche Computerprogramme könnten zum Beispiel zur besseren Bedienung Avatare einsetzen, also simulierte menschliche Gesichter mit einer an eine bestimmte Situation angepassten emotionalen Mimik. Menschen verstehen die Botschaft eines Gesichtsausdrucks oft schneller und sicherer als eine geschriebene herkömmliche Meldung eines Computersystems. Vernetzung und Kooperation Am Institut für Interdisziplinäre Informationstechnologie (i3t) an der FHSO arbeiten wir an Konzepten für den Einsatz von Emotionaler Intelligenz bei IT-Anwendungen im Gesundheitswesen. Eine grosse Rolle spielen für uns dabei neue IT-Produkte, bei denen Emotionale Kompetenz zur Kommunikation und Steuerung eingesetzt wird. Ein Avatar statt eine Meldung, wie sie heute üblich ist, informiert und beeinflusst die Benutzerinnen und Benutzer. Solche Anwendungen verbinden sich mit dem Megatrend zu aktiven und passiven körpernahen IT-Anwendungen («wearables»), besonders wenn noch weitere Entwicklungen zu «Künstlicher INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch Emotion» als Interaktionmedium zwischen Menschen und Maschinen einbezogen werden. Projektideen mit diesem Schwerpunkt werden zurzeit im Rahmen des i3t diskutiert und evaluiert. Publikation Gessner, W. (2004): Die kognitive Emergenz von Emotionen. Paderborn: mentis Referenzen Breazeal, C. (2002): Designing Sociable Robots Cambridge (Mass.): MIT Press Frijda, N. H. (1995): Emotions in Robots, in: Roitblat, H. & Meyer, J.-A. Comparative Approaches to Cognitive Science. Cambridge (Mass.): MIT Press, 501-516 Gardner, H. (1993): Multiple Intelligences. The Theory in Practice. New York: Basic Books Gardner, H. (1999): Intelligence Reframed. Multiple Intelligences for the 21st Century. New York: Basic Books Goleman, D. (1995): Emotional Intelligence. Why it can matter more than IQ. New York: Bantam Books Grebe, M. (2000): Künstliche Emotion, in: Otto, J. H. et al. (Hg.) Emotionspsychologie. Ein Handbuch. Weinheim: Beltz, 177-188 Matthews, G., M. Zeidner, M. & R. D. Roberts (2002): Emotional Intelligence. Science and Myth. Cambridge: The MIT Press. Picard, R. W. (1997): Affective Computing. Cambridge (Mass.): MIT Press. Picard, R. W. (2001): Affective Medicine: Technology with Emotional Intelligence, MIT Media Lab Report 537 Scherer, K. R., Schorr, A. & T. Johnstone (Eds.). (2001): Appraisal Processes in Emotions. Theory, Methods, Research. Oxford: Oxford University Press _43_


_44_ Markus Degen Bereich Technik Jürg Luthiger Bereich Technik Gianni di Pietro Bereich Technik Mobile Geräte, sichere Kommunikation, Aspektorientierung INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT ADAPTIVES KOMMUNIKATIONS- FRAMEWORK FÜR MOBILE APPLIKATIONEN Unternehmen und Einzelpersonen wollen jederzeit und überall auf Daten zugreifen können. Die neuen mobilen Geräte, wie Handy oder PDA, bieten neben grösseren Bildschirmen und besseren Eingabemöglichkeiten auch moderne Kommunikationsprotokolle. Sie machen eine grosse Zahl von Anwendungen erst möglich. Die Integration und Verwendung dieser Geräte als Zugangsterminals zu Unternehmenssystemen liegt deshalb nah. In diesem Projekt der FHSO haben wir uns mit der effizienten Einbindung mobiler Anwendungen in bestehende Geschäftsapplikationen beschäftigt. Wir haben eine innovative Lösung erarbeitet, mit der eine sichere und hochverfügbare Kommunikation entwickelt werden kann. Wenn unterwegs vom Handy aus auf Unternehmensdaten zugegriffen werden soll, muss die Sicherheit der Übertragung gewährleistet sein. In diesem Projekt der FHSO haben wir uns deshalb besonders mit dem Datentransport durch fremde und zum Teil unzuverlässige Netze beschäftigt. Uns hat interessiert, wie Objekte aus einer Serveranwendung heraus sicher authentifiziert und effizient zu einem mobilen Gerät transportiert werden können. Entscheidend für die Kosten, die Geschwindigkeit und die Zuverlässigkeit der Übertragung ist die Wahl des Transportprotokolls. Effizienzsteigerung durch Aspektorientierung Um Anwendungen zu erstellen, die den mobilen Zugriff auf Daten so effizient wie möglich machen, sind neue Werkzeuge und Methoden nötig: Die Gliederung der Software in verschiedene Schichten mit klar definierten Schnittstellen erlaubt es, eine Schicht einfach zu modifizieren, ohne dass die darauf aufbauenden Schichten davon betroffen sind. Dieses Prinzip der Gliederung der Software in Layer ist weit verbreitet und hat sich bewährt. Allerdings weist diese Vorgehensweise auch Schwächen auf: So kann es vorkommen, dass Änderungen in allen Schichten erforderlich sind, wenn ein bestehendes System um neue Eigenschaften ergänzt werden soll. Das ist zum Beispiel beim Logging der Fall. Geht man aspektorientiert vor, dann fasst man sämtliche zu ändernden Codefragmente orthogonal zu einem Aspekt zusammen, unabhängig davon, in welcher Schicht sich die betroffenen Fragmente befinden. Durch die aspektorientierte Programmierung in unserem Projekt können neue Anforderungen auf der Server-Integrationsseite rasch umgesetzt werden. Jederzeit das optimale Protokoll Für die Kommunikation zwischen dem mobilen Client und der Serveranwendung werden verschiedene Protokolle eingesetzt, wie beispielsweise Bluetooth, GPRS oder SMS. Jedes dieser Protokolle hat bestimmte Eigenschaften hinsichtlich Geschwindigkeit, Sicherheit und Kosten, die je nach Anwendung unterschiedlich stark gewichtet werden. Die Anforderungen an die Kommunikation werden in einer Protokolleskalationsbeschreibung festgehalten, die das


zur Laufzeit am besten geeignete Protokoll auswählt. Ist das nicht einsetzbar, weil beispielsweise kein GPRS-Netz vorhanden ist, leitet sie eine Eskalation ein, die zum nächst optimalen Protokoll wechselt. Massgeschneiderte Lösungen sind möglich Diese formale Protokolleskalationsbeschreibung dient dazu, zur Compilationszeit eine Klasse zu generieren, die dann zur Laufzeit auf dem mobilen Gerät verwendet wird. Da die zur Verfügung stehenden Ressourcen auf mobilen Endgeräten sehr beschränkt sind, wird dort nur der unbedingt notwendige Programmcode installiert. Der ganze Prozess der Generierung, ausgehend von der Beschreibung bis hin zur Erstellung des Installationspaketes für das Endgerät, erfolgt vollständig automatisiert, um mit den knappen Ressourcen sparsam umzugehen. Der zur Verfügung gestellte Software- Production-Chain beschleunigt zusätzlich den Software-Entwicklungszyklus durch weitgehende Automatisierung. Sicherheit ist bei der Übertragung essentiell Mobile Anwendungen im Businessbereich stellen hohe Anforderungen an die Sicherheit und Zuverlässigkeit der eingesetzten Transportwege, so dass zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen notwendig sind. Es gibt Protokolle, bei denen eine Verschlüsselung automatisch geschieht, wie beispielsweise bei Bluetooth. Andere Protokolle übertragen die Daten jedoch im Klartext, die so dem Risiko des unerlaubten Abhörens ausgesetzt sind. Im vorliegenden Projekt wird starke Kryptographie, sowohl für die Verschlüsselung des Nutzinhalts als auch zur Authentifizierung der Kommunikationspartner eingesetzt. Dies erfolgt im Servicelayer, so dass die darauf aufsetzenden Anwendungen sich nicht um die Anforderungen der Kryptographie kümmern müssen. Auf der Serverseite INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch erfolgt die Konfiguration der Sicherheitsfeatures mit Hilfe von Aspekten. Produktivität steigt mit der Automatisierung Es zeigt sich, dass die Produktivität der Softwareerstellung stark gesteigert wird, wenn Werkzeuge zur automatischen Generierung der Softwarekomponenten eingesetzt werden können. Das in diesem Projekt entwickelte Integrationsframework beschleunigt die Entwicklung mobiler Anwendungen zusätzlich, da sämtliche Kommunikationsfunktionen im Servicelayer ausgeführt werden und für die anwendende Applikation deshalb transparent sind. Da das Framework nicht domainspezifisch ist, kann es zur Einbindung beliebiger Anwendungen eingesetzt werden, beispielsweise in der Datenübertragung im Telemedizinbereich. So ist der sichere Datenzugriff von überall her gewährleistet. Die gefundene Lösung Beim Design der Lösung war besonders wichtig, dass die Infrastruktur jederzeit erweiterbar bleibt. So können beispielsweise zukünftige Protokolle einfach ergänzt werden. Ebenso erfolgt die Anbindung an die jeweiligen Serversysteme über einen Integrationslayer, der wiederum die spezifischen Eigenschaften der Persistenzschicht verdeckt. Grösstmögliche Flexibilität für die Integration in zukünftige Serversysteme ist so auch im Backend gewährleistet. Projektpartner CSB Telecom Finanzierung Abb. 1: Architektur des Multiprotocol Servicelayers für die sichere Übertragung von Daten durch fremde Netze. KTI _45_


_46_ Lorenz Hilty Bereich Wirtschaft Mathias Binswanger Bereich Wirtschaft Information and Communication Technology, Prospective Technological Studies, Environmental Impact, Sustainable Development INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT THE FUTURE IMPACT OF ICT ON ENVIRONMENTAL SUSTAINABILITY The FHSO took part in a study on behalf of the European Commission’s Institute for Prospective Technological Studies to estimate the potential impact of Information and Communication Technology (ICT) on a number of environmental indicators in 2020. We were interested to find out whether freight and passenger transport intensity, total energy consumption, share of renewable energy sources, total greenhouse gas emissions, and municipal solid waste are likely to increase or decrease in the course of the next 15 years. The Information and Communication Technology (ICT) develops rapidly and will certainly have some impact on the environment in the future. In this study we tried to estimate the influence of ICT on several environmental indicators untill 2020. We identified the economic factors most likely to have an effect on the environmental indicators and did a literature review on of the relationship between ICT and environmental sustainability. We used the data to develop three scenarios and built a comprehensive System Dynamics model to simulate the impact of ICT on the environment. Finally, we evaluated the results in the lights of the current EU environmental policy to help European politicians to make better decisions. The trend towards pervasive computing In the future ICT will come as very small components that are embedded in everyday objects and are communicating wirelessly. ICT will help the service sector to flourish, but will contribute to resource consumption and electronic waste. It will increase time, labour, energy and material efficiency of most produc- tion and consumption processes over the next 15 years. Some room for improvement Fig. 1 shows our main results in bestand-worst-case scenarios as well as in the situation assuming that there will be no progress in ICT-development. Total freight transportation will either decrease by about 15 percent in the best case or increase by more than 160 percent between 2000 and 2020. However, ICT has only a small, but environmentally unfavourable influence: future ICT applications will make transport more time efficient, which leads to lower prices and in turn to higher demand for freight transportation. The results are similar for passenger transportation, but the uncertainty is much smaller in this case. It is the ICT-induced time efficiency that stimulates demand for mobility. Although teleworking or video conferencing have been considered, the decreasing effect of ICT was not as strong as the increasing demand for physical mobility. Looking only at private car transportation, ICT turned out to be negative:


ICT reduced the increase of private transportation. This might be due to the fact that certain mobile activities that are driven by ICT, e.g. working outside the office or mobile communication, are easier when using public transportation than a private car. Influence of politics Total energy consumption can decrease or rise depending on policies. This indicator is also influenced in many ways by ICT, which has an environmentally favourable effect, mainly because it helps to optimize heating systems and stimulates a product-to-service shift in the economy. These two effects are greater than the stimulating effect of ICT on transportation. The share of renewable energy sources in electricity production will slightly increase due to ICT because of its role in decentralized power generation. The total rate of greenhouse gas will develop similarly to total energy consumption. Finally, the amount of non-recyclewaste is slightly decreased by ICT in the best-case scenario, but increased by ICT in the worst-case scenario. This is explained by the fact that in the worst case, there is no policy for electronic waste recycling, so that ICT waste adds significantly to the total municipal waste. In the best case, there will be an effective electronic waste recycling scheme. INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch Fig. 1: Ranges of the impact of future ICT development on different environmental indicators. Funding The project was funded by the Joint Research Center of the European Commission, Institute for Prospective Technological Studies (IPTS), Sevilla. Publication Hilty, L. M., P. Wäger, M. Lehmann, R. Hischier, T. Ruddy & M. Binswanger (2004): The future impact ICT on environmental sustainability. Fourth Interim Report – Refinement and quantification. IPTS, (2004), Sevilla _47_


_48_ Hans Buchmann Bereich Technik www.edison.ch INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT DAS INTERNET AUF DER WERKBANK - IPBENCH, DAS FRAMEWORK FÜR DEN TEST KLEINER TCP/IP-STACKS Kleine intelligente Geräte werden heute immer häufiger direkt mit dem Internet verbunden. Beispielsweise lassen sich Haustechnik oder Anwendungen in der Medizinaltechnik mit ihnen steuern. Diese Geräte benötigen jedoch eine spezielle Software, die bislang die bewährten, aber für die heutigen Bedürfnisse nicht mehr optimalen, IP-Stacks verwenden. An der FHSO haben wir ipBench mitentwickelt. Mit dem Framework lässt sich die moderne Entwicklung von IP-Stacks effizienter gestalten. Immer häufiger werden kleine intelligente Geräte direkt über das Internet gesteuert. Darunter verstehen wir Geräte, die wenig Raum beanspruchen, wenig Energie brauchen, aber mit leistungsfähigen Prozessoren ausgerüstet sind (systems on chip). Beispiele solcher Geräte sind intelligente Sensoren, wie sie in der Automatisierung, der Haustechnik, im Strassenverkehr und auch in der Medizinaltechnik verwendet werden. Um kleine intelligente Geräte im Internet einzuklinken, brauchen sie spezielle Software: den IP-Stack. Er bearbeitet die rohen Daten gemäss den Internetprotokollen und reicht sie den oberen Softwareschichten weiter. Ein IP-Stack ist eine typische Softwarekomponente, die der Produzent eines kleinen intelligenten Geräts nicht selber herstellt, sondern von einem dafür spezialisierten Hersteller bezieht. Innovative Lösungen sind gefragt Die traditionellen IP-Stacks sind relativ alt und für grosse Systeme (UNIX) konzipiert worden. Sie sind vollständig in dem Sinne, dass sie die ganze Palette der Internetprotokolle unterstützen; sie sind auch sehr zuverlässig, da sie schon sehr lange verwendet werden und die Kinderkrankheiten schon längstens ausgestanden sind. Für kleine intelligente Geräte sind traditionelle IP-Stacks oft zu umfangreich und erhöhen die Komplexität der Geräte in unnötiger Weise. Es gibt verschiedene Versionen von IP-Stacks die sich für den Einsatz in kleineren Geräten besser eignen, realisieren sie auch nicht den ganzen Umfang der IP-Protokoll Suite. Ihr Nachteil ist, dass sie noch nicht so zuverlässig wie die traditionellen IP-Stacks sind. Die «Ecole d’ingénieurs de l’arc Jurassien» und die FHSO, beide Mitglieder von EdiSoN, entwickelten ipBench, ein Framework mit dem IP-Stacks getestet werden können. ipBench kann auf jedem GNU/Linux Rechner eingesetzt werden. Der von der FHSO entwickelte Teil von ipBench ist als freie Software unter der GPL Lizenz verfügbar (www.sourceforge.net/ projects/nio). Für KMU, die die Internetfähigkeit ihrer Geräte überprüfen wollen, bietet EdiSoN die Möglichkeit, sie an einer der beteiligten Fachhochschulen testen zu lassen. ipBench arbeitet grafisch und als C++


Programm. Mit der graphischen Programmierung lässt sich eine Reihe von Standardtests einfach konfigurieren, ausführen und auswerten. Für spezielle Tests, die grafisch sehr aufwendig oder überhaupt nicht zu programmieren wären, steht ein effizientes C++ Framework zur Verfügung. Einfache Anwendung durch den Programmierer Beim Entwurf des Frameworks wurde darauf geachtet, dass sich der Programmierer nicht mit den Details, den Bits und Bytes, zu befassen hat, sondern sich auf die protokollspezifischen Gegebenheiten konzentrieren kann. Dank der objektorientierten und generischen Programmierung mit C++ konnten beide Anforderungen erreicht werden: wir sprechen von der «essentiellen Netzwerkprogrammierung». Der Code «arptest» zeigt ein vollständiges Programm, das einen «ARP request» ausführt. Die Möglichkeit mit dem ipBench Framework die Internetprotokolle detailliert zu analysieren, ohne sich mit den rechnerspezifischen Details befassen zu müssen, erlaubt es, das Framework auch im Unterricht einzusetzen. INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch Abb. 1: Protokollauszug aus dem IP-Stack. _49_


_50_ Martin Kropp Bereich Technik Software Engineering, Kompetenznetzwerk, KMU, Agile Methoden www.swen.fhz.ch SWEN Software Engineering Network INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT DAS SOFTWARE ENGINEERING NETZWERK DER SCHWEIZ IST GEGRÜNDET Das Software Engineering Network der Schweiz (SWEN) hat eine solide Basis bekommen: Ein Trägerverein ist gegründet worden, dessen Ziel es ist, das Schweizer Software Engineering Know-how zu stärken. Dass Vertreter von zwölf Fachhochschulen und sieben Firmen an der Gründungsversammlung teilnahmen zeigt, wie wichtig die Software-Engineering-Kompetenz für Hochschulen und die Wirtschaft ist. Für den Wissensaustausch über Software Engineering gibt es seit einiger Zeit das Software Engineering Network der Schweiz (SWEN), das jährlich eine Tagung organisiert. Ein Trägerverein wurde 2004 gegründet, den ein fünfköpfiger Vorstand führt. Ein Beirat widmet sich vor allem strategischen Fragen und soll für eine enge Zusammenarbeit von Forschern aus Hochschule und Wirtschaft im Bereich Software-Engineering sorgen. Arbeitsschwerpunkte sind bereits bestimmt: So wird sich SWEN zum Beispiel dem Thema Software Engineering in KMU widmen. Für sie sind die neuen Agilen Methoden von Interesse, weil sie mit minimalem administrativem Aufwand verbunden sind. Im ersten Schritt werden allerdings die Bedürfnisse der KMU ermittelt und dann das weitere Vorgehen festgelegt.


Anke Dreiling Zentrale Dienste Lorenz Frey Bereich Technik Fritz Glarner Direktion Ruedi Niederer Bereich Wirtschaft IT-Sicherheit, Informationssicherheitspolitik, IT-Sicherheitsprozess Abb. 1: Der IT-Sicherheitsprozess der FHSO. INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch DIE INFORMATIONSTECHNIK AN DER FHSO IST JETZT NOCH SICHERER Für eine Hochschule hat die Verfügbarkeit, die Vertraulichkeit und die Integrität der verarbeiteten Informationen grösste Bedeutung. Massnahmen zur Durchsetzung von Qualitätsstandards sind nicht nur gesetzlich vorgeschrieben, sondern auch Teil der Verpflichtung gegenüber Studierenden, Projektpartnern und Aufsichtsbehörden. Wir haben für die FHSO ein IT-Sicherheitssystem entwickelt, das den Anforderungen Rechnung trägt. Information ist seit dem Aufkommen der Informationstechnologie zu einer der wichtigsten Ressource in vielen Bereichen unserer Gesellschaft geworden. Dies gilt insbesondere für Hochschulen, weil die dort verarbeiteten und gespeicherten Daten ihr wertvollster Rohstoff sind. Im Herbst 2002 wurde an der FHSO ein Projekt mit dem Ziel gestartet, die technische und organisatorische Grundlage für einen effizienten und effektiven IT-Sicherheitsprozess zu schaffen. Sicherheit braucht Konzepte Wir haben uns auf den IT-Grundschutz konzentriert. Dazu wurde ein umfassendes Sicherheitskonzept erarbeitet, das verschiedene Aspekte der IT-Sicherheit behandelt. Es befasst sich mit der allgemeinen Informationssicherheit, der IT-Sicherheit und der Verschlüsselung von Daten. Das Sicherheitskonzept wurde auf der Grundlage des Standards des Bundesamts für Sicherheit in der Informationstechnik erstellt. Daten werden künftig verschlüsselt Die in der «Informationssicherheit- Politik» festgelegten Regeln sind seit Ende 2003 in Kraft. Im Verschlüsselungskonzept, das in der zweiten Phase des Projekts entwickelt wurde, sind die Grundlagen für den Einsatz von Kryptographie-Techniken festgelegt. Mit ihnen soll die Vertraulichkeit von übertragenen und gespeicherten Daten in Zukunft verlässlich sichergestellt werden. Das von uns erarbeitete IT-Sicherheitskonzept ist eine solide Ausgangsbasis für weitere Aktivitäten in diesem Bereich. Nachdem jetzt die Sicherheitsgrundlagen gelegt wurden, ist es wichtig, dass das Konzept künftig laufend an Entwicklungen der IT angepasst wird. Referenz BSI IT-Grundschutzhandbuch: www.bsi.de/gshb/deutsch/index.htm Publikationen Lehmann, D., D. Mohler & M. Reck (2003): IT Sicherheitskonzept für die Fachhochschule Solothurn Nordwestschweiz, April 2003 Lehmann, D. (2003): Kryptokonzept für die Fachhochschule Solothurn Nordwestschweiz. September 2003 _51_


_52_ Rolf Dornberger Bereich Wirtschaft P2P, Peer-to-Peer, Netzwerke, Geschäftsmodelle INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT WELCHE GESCHÄFTSMODELLE MIT P2P-NETZWERKEN WERDEN ERFOLGREICH? Peer-to-Peer Netzwerke im Internet sind über die Musiktauschbörsen bekannt geworden. Wir haben uns mit der Frage beschäftigt, welche anderen P2P-Anwendungen es derzeit gibt und welche entwickelt werden. Wir interessieren uns für erfolgreiche Geschäftsmodelle im Umfeld von P2P. Mit Blick auf die Zukunft analysieren wir, welche technischen Entwicklungen nötig sind, um P2P flächendeckend zum Durchbruch zu verhelfen. Die Entwicklung von Peer-to-Peer Netzwerken (P2P) ging von der wachsenden Beliebtheit von MP3-Musikdateien Ende der neunziger Jahre aus. Mit der Gründung von Napster im Mai 1999 gewann die Entwicklung von P2P- Netzwerken für das File Sharing von Musikdateien an Auftrieb. Anfangs wurde P2P als eine Entwicklung gesehen, der wegen eines fehlenden Geschäftsmodells kein grosser kommerzieller Erfolg vorausgesagt wurde. So erschien P2P auch erst im Jahr 2001 auf dem «Hype Cycle», mit dem die Firma Gartner Group versucht, die bedeutenden Trends in der Informatikwelt vorauszusagen. Im Jahr 2001 war P2P jedoch schon über den «Gipfel der überzogenen Erwartungen» hinweg auf dem «Durchgang der Ernüchterung», wie es in der Terminologie der Gartner Group heisst (Abb. 1). Die Chancen gelten als schlecht Ins gleiche Jahr fällt die Vorhersage der Gartner Group über die Zukunft von P2P im Jahr 2010. P2P wird demnach nur eine Rolle in Nischenbereichen mit einer geringen Marktdurchdringung vorausgesagt. Das ist heute noch die gängige Einschätzung, obwohl es einige beachtliche Weiterentwicklungen in der Technologie und der Anwendung von P2P-Netzwerken gibt. Technologisch hat sich heute das P2P-Netzwerkmodell als ebenbürtiger Konkurrent zur klassischen Client/ Server-Architektur etabliert. Eine strikte Trennung zwischen Informationskonsument und dem Anbieter ist nicht mehr ersichtlich. P2P-Netzwerke verwirklichen dabei die Dezentralisierung des Internets in sehr hohem Masse und unterstützen vor allem in Communities die Zusammenarbeit und Wertschöpfung. In den heutigen P2P-Netzwerken werden neben Daten auch beispielsweise CPU-Rechenleistung, Speicherplatz oder Bandbreite geteilt. Parallel zum File Sharing setzen sich weitere Anwendungsbereiche, wie Communication, Collaboration und Grid Computing, durch. P2P-Netzwerke zeichnen sich durch eine hohe Dezentralisierung aus. Die Peers sehen als Clients nur ihre Nachbar- Peers, die gerade aktiv sind. Technisch wird zwischen hybriden und puren P2P unterschieden. Sie können andere Peers


im Netzwerk finden: Entweder über ein Serververzeichnis oder durch hierarchisches Scannen der am Netzwerk angeschlossenen Computer. Durchbrüche sind nicht zu erwarten Es ist nicht absehbar, dass in Zusammenhang mit P2P-Netzwerken noch sehr große technische Innovationen geschehen werden. Die Innovationen erwarten wir auf Seite der Anwendungen und Geschäftsmöglichkeiten. Neben File Sharing, File Backup, Grid Computing und Distributed Computing ist eine bessere Anwendung, die sich in Richtung Business-to-Peer entwickelt, allerdings noch nicht eindeutig in Sicht. Ebenfalls ist unklar, mit welchem Geschäftsmodell die P2P-Netzwerke zu einem kommerziellen Erfolg werden sollen. Publikation Dornberger, R. & D. Fuchs (2004): P2P – Peer-to- Peer Netzwerke und Geschäftsmodelle. Discussion Paper DPW 2004-04, FHSO, Olten, 2004 INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch Abb. 1: Die Begeisterung für P2P-Netzwerke nach Einschätzung der Gartner Group. _53_


_54_ Alex Ringenbach Bereich Technik Milivoje Legenovic Bereich Technik Bildverarbeitung, Visualisierung, Bildformate In der modernen Biologie spielt die Auswertung von Bildern eine wichtige Rolle, wie beispielsweise im Projekt Molecular Cell Biology am Paul Scherrer Institut (PSI), das sich mit komplexen Vorgängen in der Zelle beschäftigt. Zellprozesse werden über einen längeren Zeitraum hinweg durch ein Mikroskop aufgezeichnet und als Bilddaten gespeichert. An der FHSO haben wir im Rahmen einer Diplomarbeit BIDView entwickelt, das die Arbeit des PSI unterstützt. Das Programm kann Bilddaten effizient verwalten und sie benutzerfreundlich Abb. 1: BIDView mit nach dem Aufnahmezeitpunkt geordneten Bildern. INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT MIT BIDVIEW SIEHT MAN, WAS IN DER ZELLE PASSIERT Zelluläre Vorgänge und andere komplexe Prozesse werden in Grundlagenforschung und Technik oft mit Hilfe von umfangreichen Bilddaten untersucht. An der FHSO haben wir BIDView entwickelt, ein Programm, das grosse Mengen an Bildern nach Aufnahmeort, Aufnahmezeit und Farbe geordnet darstellen kann. Wir arbeiten jetzt an seiner Weiterentwicklung, um beispielsweise Unschärfen auf Bildern korrigieren zu können. und flexibel visualisieren. Es basiert auf Windows NT und ist in C++ programmiert. MFC kommt beim User Interface und OpenGL bei der Visualisierung der Bilddaten zum Einsatz. Mehr Übersicht bei vielen Daten Die Bilder und Messdaten werden gemeinsam in einem einzigen TIFF-File gespeichert. Sie können in BIDView nach Aufnahmeort und Aufnahmezeitpunkt oder farblich geordnet dargestellt werden (Abb.1). Die spektrale Dimension der Bilddaten wird mit Falschfarben dargestellt, dabei lässt sich jeder spektrale Kanal mit einer beliebi- Abb. 2: Pseudocolordarstellung einer Zelle, die auf den Daten von zwei Farbkanälen basiert. gen Farbe belegen und entsprechend der Intensität der Pixel zu einem Bild verarbeiten (Abb. 2). Selbstverständlich kann BIDView mit anderen Applikationen Daten austauschen. Im Rahmen dieses Projektes beschäftigen wir uns auch mit der differenzierten Pseudocolordarstellung, die mit einstellbaren Gewichtungen und Schwellenwerten für einzelne Farbkanäle arbeitet. Daneben arbeiten wir daran, Unschärfen korrigieren zu können. Mit BIDView leistet die FHSO einen wichtigen Beitrag zur effizienten Verarbeitung von Bilddaten im Bereich Life Science.


Lukas Schreiber Bereich Technik Jürg P. Keller Bereich Technik Wirbelsäule; Wirbelsäulenimplantate, Testeinrichtung, LabVIEW, NI, RMS, MedTech Features der Prüfmaschine für Implantate Die von der FHSO entwickelte Software gestattet: _das automatische Einspannen des Prüflings _das versuchsspezifische Einstellen aller Aktoren _die Wahl zwischen der Momenten- bzw. Kraftregelung und der Drehwinkel- bzw. Positionsregelung für den Aktor-Regelkreis _das Setzen von Grenzwerten und Definieren der Grenzwertaktionen für alle Regelkreise _die Vorgabe verschiedener Sollwerttrajektoren für alle Aktoren _einachsige Bewegungen, Führung und Bewegungsverläufe mit mehreren Freiheitsgraden _die Datenerfassung und -aufzeichnung _die Systemüberwachung in separaten Tasks _das Errorhandling und die Alarmierung INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch BEWEGLICHKEIT TROTZ WIRBELSÄULENIMPLANTAT In der modernen Wirbelsäulenchirurgie zeichnet sich für den Bandscheibenersatz eine Tendenz zu Implantaten ab, bei denen die Bewegungsfähigkeit der Wirbelsäule erhalten bleibt. Die Implantate müssen allerdings vor dem Einsatz beim Menschen in einer speziellen Prüfmaschine getestet werden, die in-vivo auftretende Lasten und Bewegungen simuliert. An der FHSO haben wir die Steuer- und Regelsoftware für eine solche Prüfmaschine entwickelt. Mit ihr können benutzerdefinierte, komplexe Kurz- und Langzeittests durchgeführt werden. Dabei zeichnet sie die Daten auf und überwacht das System. In der Vergangenheit hat ein künstlicher Bandscheibenersatz häufig zur Versteifung von Wirbeln geführt. Moderne Wirbelsäulenimplantate hingegen erhalten die Beweglichkeit der Wirbelkörper. Solche innovativen Implantate werden derzeit entwickelt und müssen vor ihrem Einsatz im Menschen getestet werden, wofür allerdings spezielle Prüfanlagen erforderlich sind. Eine konventionelle Materialprüfmaschine kann die komplexen Translations- und Rotationsbewegungen im Bereich der Wirbelsäule nicht simulieren. Software für die Prüfmaschine Die Dr. h.c. Robert Mathys Stiftung hat eine mehrachsige Prüfmaschine gebaut, die alle im Körper auf das Implantat einwirkenden Lasten und die auftretenden Bewegungen in allen sechs Freiheitsgraden simuliert (Abb. 1). An der FHSO haben wir die Steuerungs- und Regelsoftware für diese Anlage entwickelt. Mit ihr ist die Prüfung von Implantaten effizient möglich (vgl. Kasten «Features der Prüfmaschine für Implantate»). Komplexe Bewegungen in mehr als drei Dimensionen, die über grosse Zeitbereiche (1–1.5 Jahre) laufen sollen, sind bezüglich der Konfiguration und Programmierung nicht ganz trivial. Für die Implementierung solcher Bewegungen musste von der üblichen Programmierung mit der Motionsoftware abgesehen werden. Die Ansteuerung der Stellglieder wird nun mit einem RT-System und einem FPGA selbst gelöst. Das Programm für die Ansteuerung der Aktoren und die Datenerfassung haben wir mit Soft- und Hardware von National Instruments und mit LabVIEW realisiert. Mit unserer Software helfen wir bei der Entwicklung moderner Implantate, die ein grosser Fortschritt bei der Behandlung von Erkrankungen der Wirbelsäule sind. Abb. 1: Prüfmaschine für moderne Wirbelsäulenimplantate, die mit Software von der FHSO ausgestattet ist. _55_


_56_ Rolf Dornberger Bereich Wirtschaft Extreme Programming, XP, Software- Engineering, Software-Entwicklung, Software-Projekte INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT MIT «EXTREME PROGRAMMING» LÄSST SICH KOMPLEXE SOFTWARE ENTWICKELN Softwareprojekte nehmen immer grössere und komplexere Dimensionen an. Als Folge davon kann oft nur schwerfällig oder mit hohem Kostenaufwand auf veränderte Kundenwünsche und ein dynamisches Geschäftsumfeld reagiert werden. Das herkömmliche Vorgehen im Software-Engineering trägt dem nicht Rechnung. Neue agile Entwicklungsmethoden, insbesondere das Extreme Programming, versprechen, die Softwareentwicklung erfolgreicher zu machen. In Software-Projekten werden oftmals die vier entscheidenden Variablen Kosten, Zeit, Qualität und Umfang in einer für den Kunden unbefriedigen den Weise erfüllt. Im traditionellen Software-Engineering ist man bestrebt, alle Anforderungen im Voraus zu planen. Ein dynamisches Geschäftsumfeld, Zeitdruck sowie neue Technologien führen heute jedoch schnell zu Änderungen der Kundenwünsche. Bei einer starren Planung kann das zu hohen Kosten und sogar zum Scheitern des gesamten Software-Projektes führen. Flexibilität ist wichtig Extreme Programming, XP, als agile Software-Entwicklungsmethode verspricht Abhilfe. Auf der einen Seite stehen die begeisterten XP-Anwender und auf der anderen die Kritiker, die XP als interessante Ideologie oder als Marketing- Trend betrachten, die nicht praxistauglich ist. Oftmals wird die Meinung vertreten, XP sei nur eine Hervorhebung oder leichte Umgruppierung bereits bestehender Arbeitsmethoden und somit nichts Revolutionäres. Wir haben uns an der FHSO mit der Analyse und Bewertung von XP beschäftigt. Extreme Programming nimmt Rücksicht auf Veränderungen Trotz des Attributes «extrem» ist XP nicht so radikal wie man meinen könnte. Einzelne Konzepte, wie automatisierte Tests oder Refactoring, könnte man problemlos in eine vorhandene Projektkultur einbauen. XP bedeutet keinen Rückschritt zu den Anfängen der Software-Engineering-Kultur, sondern verwendet die Best Practices von heute und versucht überflüssigen Ballast im Entwicklungsprozess und Projekt zu vermeiden. Auf den ersten Blick besticht XP durch seine Vorteile. So erhält der Kunde in regelmässigen Abständen den aktuell getesteten Entwicklungsstand ausgeliefert. Darauf aufbauend darf er das weitere Vorgehen festlegen. Weder führen Anforderungsänderungen zu weiteren Kosten, noch verärgern sie die Entwickler. Die Programmierer ihrerseits müssen sich strikt an Standards halten. Bei XP wird ein einfacher, wartbarer und getesteter Code erzeugt, was dem Wunsch aller Beteiligten entsprechen dürfte.


Extreme Programming ist anspruchsvoll Auf den zweiten Blick wird jedoch recht schnell deutlich, dass XP eine Menge Zugeständnisse, Erwartungen und Fähigkeiten von den Entwicklern und dem Kunden verlangt. Gewisse Behauptungen über XP müssen erst mit fundierten Daten und Langzeitbeobachtungen erhärtet werden. Wie stark sich XP durchsetzen wird, lässt sich bisher noch nicht eindeutig beantworten. Vielleicht wird XP auch in Zukunft nur eine Nischenstellung einnehmen. Möglich auch, dass das Interesse an XP dazu beiträgt, sein «extremes» Konzept mit anderen Verfahren des Software-Engineering zu verschmelzen und daraus ein neues und universales Verfahren zu entwickeln, mit dem Software-Projekte erfolgreicher werden. Zum jetzigen Zeitpunkt ist eine Vorhersage über den Erfolg oder Misserfolg allerdings nicht möglich. INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch Abb. 1: Änderungskosten für Software nach dem klassichen Ansatz und mit XP. Abb. 2: Planungsnotwendigkeit bei der klassichen Softwareentwicklung und im Vergleich zu XP. Publikation Dornberger, R. & T. Habegger (2004): Extreme Programming – Eine Übersicht und Bewertung. Discussion Paper DPW 2004-05, FHSO, Olten, 2004 _57_


_58_ Knut Hinkelmann Bereich Wirtschaft Barbara Thönssen Bereich Wirtschaft Fabian Probst Bereich Wirtschaft e-Government, Ontologie, Web-Services, Prozesswissen, Prozess-Lebenszyklus www.ontogov.com INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT ONTOGOV MACHT E-GOVERNMENT EINFACH Die meisten Behördengänge werden überflüssig, wenn man die Möglichkeiten des Internets für das e-Government richtig nutzt. An der FHSO erarbeiten wir die Grundlagen für die notwendige Software im Rahmen des EU-Forschungsprogramms «Information Society Technologies». Durch unsere Arbeit wird die Entwicklung der Software effizienter und Anpassungen, etwa an geänderte gesetzliche Grundlagen, werden einfacher. So wird e-Government in Zukunft einfach zu betreiben und unkompliziert zu unterhalten sein. Bei der Implementierung des e-Government genügt es nicht, Dienstleistungen vom Behördenschalter eins-zu-eins auf das Internet zu übertragen. Um das Potential voll auszuschöpfen, muss beispielsweise der Informationsaustausch zwischen verschiedenen Behörden automatisch gewährleistet werden. Bei der Änderung des Wohnsitzes sollte eine einzige online Meldung an alle beteiligten Behörden weitergeleitet werden, von der Gemeinde über das Steueramt bis zur Motorfahrzeugkontrolle. Wichtig ist bei der Unterhaltung eines solchen Systems, dass es an Gesetzesänderungen rasch und ohne grossen Aufwand angepasst werden kann. Im Rahmen des EU-Forschungsprogramms «Information Society Technologies» beschäftigen wir uns an der FHSO mit der Modellierung von Prozessen und Design-Entscheidungen für e-Government Systeme. In enger Zusammenarbeit mit der Bundeskanzlei in Bern betreuen wir eine von drei Pilotanwendungen des Projekts. Zwei weitere werden in Amaroussion, Griechenland, und in Barcelona, Spanien, betrieben. Die öffentliche Verwaltung ist komplex Die Anpassung von e-Government- Systemen, beispielsweise an geänderte gesetzliche Vorschriften, ist schwierig, weil heute bei der Entwicklung der Software Prozesse und deren Begründung meist nicht oder nur unzureichend dokumentiert werden. Dadurch können sie im Nachhinein nicht mehr nachvollzogen werden. Deshalb ist oft unklar, welche Prozesse der Software von einer Änderung bestimmter Gesetze betroffen sind und geändert werden müssen. Mit der Architektur von OntoGov können wir e-Government-Systeme modular und flexibel konstruieren, so dass wir einzelne Komponenten bei Bedarf rasch austauschen oder verändern können. Sie werden durch eine Analyse ihrer ursprünglichen Begründung automatisch identifiziert und zu einer Überprüfung vorgeschlagen. Dazu haben wir eine Modellierungsmethode entwickelt, in der Prozesselemente den sie begründenden Entscheidungen zugeordnet werden.


OntoGov für Gemeinden Mit OntoGov können die IT-Verantwortlichen von Gemeinden oder eines Kantons Prozesse und Anwendungen in ihrem e-Government System einfach rekonfigurieren und auf aktuellem Stand halten (Abb. 1). Wir verwenden Web-Services, um eine Interoperabilität zu erreichen, die es ermöglicht, sowohl innerhalb einer Gemeinde als auch zwischen Gemeinden und nichtstaatlichen Organisationen durchgängige Prozesse zu implementieren. So lässt sich mit Hilfe von OntoGov ein bürgerfreundliches, verlässliches und einfach zu unterhaltendes e-Government System entwickeln. Projektpartner Neben der FHSO sind in diesem EU-Forschungsprojekt als Technologiepartner mit dabei: das Forschungszentrum Informatik Karlsruhe, Deutschland, die Firmen Planet und Archetypon, Griechenland, und Indra Systemas, Spanien. INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch Abb. 1: Modellierung von e-Government-Prozessen mit OntoGov. Abb. 2: Die logische Architektur des OntoGov Systems. Publikationen Abecker, A., D. F. Apostolou, L. Stojanovic & T. Tambouris (2004): Ontology-enabled E-Government Service Development – The OntoGov Approach. In: Wimmer, M.A.: eGov Days: State-of-the-Art 2004, books@ocg.at, Band 177 Hinkelmann, K., F. Probst & B. Thoenssen (2005): Explizierung von Prozesswissen auf der Basis von Ontologien. In: Althoff, K.-D. & A. Dengel: 3. Konferenz Professionelles Wissensmanagement, Workshop Gestaltung wissensintensiver Geschäftsprozesse durch Modellierung und Analyse. April 2005 _59_


_60_ Bruno Stuber Bereich Technik Programmierbare Logik, Fast Fourier Transformation, Signalverarbeitung INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT SPEKTRAL-ANALYSE AUF HÖCHSTEM LEISTUNGSNIVEAU Mit Field Programmable Gate Arrays (FPGA) können heute kompakte Hardwaremodule mit enormer Leistungsfähigkeit gebaut werden. Vor allem die Signal- und Bildverarbeitung profitiert von dieser Technologie. Selbst die leistungsfähigsten Signalprozessoren werden hinsichtlich gewisser Algorithmen um den Faktor 10 oder mehr übertroffen. Im Rahmen eines KTI-Projekts haben wir an der FHSO einen digitalen Spektrum-Analyzer mit einer Auflösung von 16'384 Punkten und einer Abtastrate von 2 Giga-Samples pro Sekunde implementiert. Er verspricht Fortschritte in der Weltraumforschung. Die spektrale Analyse eines Signals ist in Wissenschaft und Technik von grosser Bedeutung. Ein Spektrum-Analyzer erlaubt es, die am Aufbau des Signals beteiligten Frequenzen zu bestimmen. In der digitalen Signalverarbeitung bedient man sich dazu der Discrete Fourier Transformation, die unter gewissen Voraussetzungen in der effizienten Form einer Fast Fourier Transform (FTT) implementiert werden kann. Verstehen was aus dem All kommt Im einem KTI-Projekt hat die FHSO zusammen mit der FH Aarau und der Firma Acqiris, Data Conversion Instruments AG, die Anwendung der Spektralanalyse im Bereich der Radioastronomie weiter entwickelt. Die Gruppe für Radioastronomie der ETH Zürich befasst sich mit der Analyse von Signalen, die mit verschiedenen Radioteleskopen aus dem All empfangen werden. Erforscht wird welche Spektrallinien im Signal vorhanden sind. Diese Analyse gibt Auskunft über die Eigenschaften der beobachteten Himmelskörper, wie beispielsweise über die chemische Zusammensetzung, Zustand oder die Geschwindigkeit der Materie. Die Signale werden in einem Frequenzbereich von einem Gigahertz bis hin zu einigen Terahertz analysiert; entsprechend gross ist der Bedarf an Spektrum-Analyzern mit grosser Bandbreite. Fortschritt erst durch neue Technik möglich Erst die moderne FPGA-Technologie erlaubt es, solch leistungsfähige Analyzer mit vertretbarem Aufwand zu bauen. Den Kern des Projekts bildet die FPGA- Logik. Deren Architektur, Algorithmen und Arithmetik wurden unter Federführung der FHSO entwickelt. Für die Umsetzung in VHDL, der Hardware- Beschreibungs-Sprache, und der detaillierten Implementierung bis hin zur Timing-Analyse haben wir mit dem Zentrum für Mikroelektronik der FH Aargau (zma) in Windisch zusammen gearbeitet. Unser Wirtschaftspartner Acqiris hat sich auf die Entwicklung und Herstellung ultra-präziser und schneller Digitizer spezialisiert. Auf Einschubkarten sind 8 Bit Analog-Digital- Wandler mit einer Abtastrate von 2 Giga-Samples pro Sekunde platziert, deren Daten einem der leistungsfähigsten Xilinx FPGA der Virtex II Pro Familie zugeführt werden.


FPGA ist die Schlüsseltechnologie In den letzten Jahren wurden FPGA- Familien mit enormer Leistungsfähigkeit entwickelt. Einerseits wurden die Chips, insbesondere die aktive Siliziumfläche, kontinuierlich vergrössert, andererseits konnten die Halbleiterstrukturen auf 0,13 mm verkleinert und die Verbindungen auf neun Lagen aufgebaut werden. Der Kern des FPGA arbeitet mit einer Spannung von nur 1,5 Volt. Den Anwendern stehen auf dem Chip eine Reihe von vorgefertigten Logikblöcken zur Verfügung: Speicherblöcke (RAM), Multiplizierer, Microcontroller, Input/Output Funktionsblöcke, wie beispielsweise für optische Links. Der Schlüssel für die Leistungsfähigkeit liegt in der Parallelität: Was ein Prozessor mit seiner CPU seriell abarbeiten muss, kann in einem FPGA parallel verarbeitet werden. Im eingesetzten FPGA sind beispielsweise 192 Multiplizierer, 18�18 Bit, im Einsatz, die mit 133 MHz betrieben werden. Eine Multiplikation wird in weniger als 5 Nano-Sekunden erledigt und in einer Sekunde werden 25 Milliarden Multiplikationen durchgeführt. Die FFT im FPGA analysiert schnell Abb. 1 zeigt die Architektur der FFT- Logik im FPGA. Der eingangsseitige Datenstrom von zwei GS/s wird für die Verarbeitung in acht parallele Datenströme aufgeteilt. Diese durchlaufen die einzelnen Verarbeitungsstufen mit einer fixen Taktrate von 133 MHz. Dieses Weiterreichen der Daten von Stufe zu Stufe wird in der Fachsprache als Pipeline-Struktur bezeichnet. Damit wird es möglich, einen kontinuierlichen Datenstrom zu verarbeiten. In zwei parallelen Pipelines wird je eine 32768 Punkt FFT berechnet, ein Vorgang, der nur etwa 15 µs in Anspruch nimmt. Am Ende der Pipeline wird das Power Spektrum als Betrags-Quadrat der komplexen Spektralwerte berechnet. Die einzelnen Spektren werden sodann addiert, um auf diese Weise einen Mittelwert über eine längere INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch Beobachtungsperiode zu errechnen. Dieser Aspekt ist essentiell für die vorgesehene Anwendung, da die aufzuspürenden Nutz-Signale aus dem Weltall tief im Rauschen verborgen sind. Was die Spektralanalyse leistet zeigt Abb. 2: Während das Signal im Zeitbereich den Zufalls-Charakter eines Rauschens zeigt, tritt im Spektrum deutlich die Linie bei der Frequenz 4500 hervor. Mit diesem KTI-Projekt konnte die Kompetenz von Hochschulen und Wirtschaft gebündelt werden, um ein High-End-Produkt zu entwickeln, das der Forschung auf internationalem Niveau weiterhilft. Abb. 1: Architektur des FFT-Funktionsblocks zur Spektralanalyse. Abb. 2: Verrauschtes Signal (oben), Spektrum mit Nutzsignal-Spektrallinie (unten). _61_


_62_ Martin Kropp Bereich Technik Edgar Lederer Bereich Technik Software evolution, refactoring, software quality, medical applications, distributed systems www.extra.research.philips.com/ euprojects/serious/ INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT QUALITY PERSISTS WITH EVOLUTIONARY SOFTWARE DEVELOPMENT The University Hospital of Geneva (HUG) developed and maintains one of the largest medical information systems in Europe. Easy maintenance and graceful evolution of the system is essential to reduce maintenance costs. The goal of this proposed CTI project is to extend existing and to develop new techniques and methods in software evolution for distributed medical software systems. This includes techniques in software analysis, architecture, refactoring and testing. The results will provide HUG with an evolvable software system, including the needed techniques and methods to keep the system evolvable. This project is part of the European-wide ITEA/EUREKA project SERIOUS. Software-intensive systems, such as in medical diagnostics, evolve during their lifetime. During the creation phase the overall quality of the product increases and reaches a defined level. After that the software needs to be extended, for example with new features. Within that period, which will last until the product is phased out, the software quality will degrade if no special measures are taken to prevent this. Due to changes in some parts of the software other parts may stop working properly. Consider your home computer when you install a new printer and suddenly find that your word processor is not able to print. To overcome quality degradation, an organization must regularly plan to prolong the lifetime of the product. A more mature approach should pay attention to all quality aspects, during all phases, in the life cycle of the product. This approach, focused on retaining the software investment, is called evolutionary software development. The application of an evolutionary software development process results in reducing the total cost of development and an increase in the product lifetime.


Project SERIOUS Med Our proposed KTI project, SERIOUS Med, will investigate new methods and technologies to improve the development of evolvable software systems in the area of distributed medical applications. It is a joint project of the University Hospital of Geneva, the University of Zurich, the company SYNSPACE and the FHSO. The project is part of the ITEA/ EUREKA project SERIOUS, a large European-wide consortium of companies and research organizations, including Phillips Medical, Siemens Business Corp., Fraunhofer Institute, Daimler Chrysler, Alcatel, University of Madrid. The SERIOUS project addresses software evolution-related issues, which are yet relatively unexplored territories in software engineering. SERIOUS will address evolutionary aspects of development processes, techniques and tools for evolving software-intensive systems. The proposed Swiss KTI project concentrates on the medical application domain and addresses especially the issues of software trend analysis, refactoring and testing of distributed systems. When accepted, the project is planned to start in early 2005 and will last three years. INFORMATIONSTECHNOLOGIE & WISSENSMANAGEMENT >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch Fig. 1: Software quality over lifetime with and without evolutionary software development. _63_


MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT _65_


_66_ Najib Harabi Bereich Wirtschaft The interaction between technological innovations and employment has been studied in depth in theoretical and practical economics. Technological change can both destroy and create jobs. To draw the net balance of gain and loss is difficult, as numerous studies with contradictory results have shown. In our project at the FHSO we tried to answer the question whether innovations create jobs. We used crosssection data from around 1600 firms from Germany, the United Kingdom, Italy, The Netherlands and Switzerland to identify the traits of job-creating companies. More jobs are created than destroyed In the short run the net employment effect of innovations is unclear, in the long run it is positive. However, the new jobs often do not match the old ones with respect to skills or locations. High-skilled workers tend to be the main beneficiaries of technological change. With respect to location the employment effect of technological change may be different from region to region. The effect of technological change differs between the manufacturing and the service sector too. The latter is winner in most cases. MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT JOBS ARE MADE BY INNOVATIONS Technological change destroys jobs, but in the long run creates jobs. At the FHSO we looked at the relationship between innovations and employment. We found that innovative companies that tried to increase their market share were those that provided an increasing number of jobs. The global view is necessary, as economists distinguish between direct and indirect effects of technological change. Direct effects are e.g. new jobs in production, delivery and service in the home economy, whereas the indirect effects are experienced abroad. In addition, external demand is a major driver for technological innovations, which was shown in a number of studies. Cost cutters create jobs Jobs are created in not subsidized companies that invest in important cost-saving innovations. They are pursuing a market-driven business strategy and increase their market share. These traits are likely to have a positive effect on employment in the long run. It is interesting that neither subsidies nor grants for eco-innovation have a positive impact on job creation. Companies without emphasis on innovation and cost saving do not create jobs. Ecoinnovations in general, measured by their share of a firm’s total innovation expenditures, do have a significant impact on employment, which was also shown in a number of other studies recently. It is surprising that organizational eco-innovations do not have any significant impact on employment. However, we looked neither at the indirect micro-economic nor at the overall macro-economic effects of eco-innovations. Our result that employment effects from innovations vary across firms and industries is confirmed by other studies. It is worth noting that firms pursuing different strategies achieve different outcomes with regard to employment. Companies with a clear market-driven strategy using innovations to secure existing or to increase their market shares are more successful in creating jobs than those that use innovations just to polish their corporate image.


MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT Annette Jochem Bereich Wirtschaft Mathias Binswanger Bereich Wirtschaft Wirtschaftswachstum, Umweltbelastung, Entkopplung Abb. 1: Positive Entwicklung verschiedener Umweltindikatoren. Für den Ausstoss der meisten Luft- und Gewässerschadstoffe hat eine Entkopplung vom Wirtschaftswachstum stattgefunden. Hingegen ist noch keine Entkopplung vom Bruttoinlandprodukt für CO 2 -Emissionen, N 2O-Emissionen, Ozon, Lärmemissionen, Materialverbrauch, Energieverbrauch und Flächenverbrauch zu erkennen. International steht die Schweiz gut da Im Vergleich mit fünf anderen ausgewählten Industrieländern verzeichnet die Schweiz die geringsten Entkopplungsfortschritte (Abb. 1). Dies ist zum einen auf ihre in vielen Bereichen bereits vorhandene, international gesehen relativ geringe Umweltintensität zurückzuführen, zum anderen auf das stärkere BIP-Wachstum der anderen Länder. Das Ergebnis weist jedoch auch >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch TROTZ WIRTSCHAFTSWACHSTUM WENIGER UMWELTBELASTUNG? Eine Zeitreihenanalyse zeigt, dass in den letzten drei Jahrzehnten in der Schweiz bei einigen, aber nicht bei allen Umweltindikatoren eine Entkopplung vom wirtschaftlichen Wachstum stattgefunden hat. Wir haben untersucht, worauf diese unterschiedlichen Entwicklungen zurückzuführen sind. Darüber hinaus haben wir die Situation in der Schweiz in einen internationalen Zusammenhang gestellt. Ausserdem hat uns die Frage beschäftigt, wie eine vollständige und dauerhafte Entkopplung von Wirtschaftswachstum und Umweltbelastung erreicht werden kann. darauf hin, dass die Umweltpolitik in der Schweiz weiterentwickelt werden sollte, damit sie ihre gute Position halten kann. Ursachen für mangelnde Entkopplung Nicht nur in der Schweiz, sondern auch in den anderen Ländern, fehlen Entkopplungsfortschritte in den Bereichen Klima, Energie, Verkehr und Siedlungsabfälle. Die Ursachenanalyse für vier verschiedene Vertiefungsbereiche zeigt, dass in den Bereichen Klima (CO 2), Flächenverbrauch und Materialverbrauch das Wachstum der wirtschaftlichen Aktivitäten einen bedeutenden Einfluss auf die Entwicklung der jeweiligen Umweltbelastung ausübt, während im Bereich Luft (SO 2, NO x, NMVOC, CO) der Wachstumseffekt eine untergeordnete Rolle spielt und durch umweltfreundlichen technologischen Fortschritt überkompensiert werden kann. In den Bereichen Flächenverbrauch und Materialverbrauch werden die ökologisch negativen Auswirkungen des Wachstumseffekts durch eine schlechte Ausnutzung zusätzlich verstärkt. Handlungsempfehlungen Die Umweltpolitik muss also in den vom Wachstum stark beeinflussten Umweltbereichen effektiver werden. Der technische Fortschritt und Strukturwandel sollten in einem Mass forciert werden, dass sie den Wachstumseffekt überkompensieren und damit die absolute Entkopplung einleiten. Die wirtschaftlichen Aktivitäten müssen dabei nicht gebremst werden, sondern können vielmehr in eine umweltgerechte Richtung gelenkt werden. Durch das Auslösen von Innovations- und Investitionsprozessen – sei es im Verkehrs-, Gebäude- oder Industriebereich – kann das wirtschaftliche Wachstum sogar beschleunigt werden. Finanzierung Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft Projektpartner Ernst Basler und Partner AG, Zürich Publikationen Binswanger, M., A. Jochem, G. Beltrani & O. Schelske (2004): Wirtschaftswachstum und Umweltbelastung – Findet eine Entkopplung statt? FHSO-Discussion Paper 2004-06. 2004 Binswanger, M. & A. Jochem (2005): Entkopplung von Wirtschaftswachstum und Umweltbelastung im Klimaschutz - CO2-Abgabe als Wegbereiterin? In: Die Volkswirtschaft, 6/2005 _67_


_68_ Edgar Baumgartner Bereich Soziales Peter Sommerfeld Bereich Soziales Roland Baur Bereich Soziales Sozialberichterstattung, Sozialstaatsberichterstattung www.sozialbericht-so.ch Finanzierung Auftraggeber ist das Amt für Gemeinden und soziale Sicherheit des Kantons Solothurn. Der Abschluss des Projekts ist auf September 2005 geplant. MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT SOZIALBERICHT 2005 KANTON SOLOTHURN. EINE BESCHREIBUNG DER SOZIALEN LAGE DER BEVÖLKERUNG Vom Kanton Solothurn hat die FHSO den Auftrag erhalten, einen Sozialbericht zu erstellen. Die Sozialberichterstattung ist ein relativ neues sozialwissenschaftliches Verfahren, das mit statistischen Mitteln ein Abbild der sozialen Lage in einem bestimmten Raum zeichnet. Die Ergebnisse dienen der Politik als Entscheidungsgrundlage für sozialpolitische Massnahmen. Der Gegenstand der Sozialberichterstattung ergibt sich aus dem sozialen Wandel, der ein zentrales Merkmal der modernen Gesellschaft ist. Dieser Wandel hat in den vergangenen Jahrzehnten dazu geführt, dass die Lebensverhältnisse und sozialen Lebenslagen der Einzelnen tendenziell komplexer geworden sind. Von der Politik werden heute als Grundlage für Entscheidungen vermehrt verlässliche Informationen über die soziale Lage der Bürger und Bürgerinnen gewünscht. Wissenschaftliche Studien, wie ein Sozialbericht, liefern sie. Der Sozialbericht beschreibt die Lage der Bevölkerung Im Projekt Sozialbericht 2005 wird eine spezifische Sozialberichterstattung vorgenommen, die sich auf die Beschreibung der sozialen Probleme im Kanton konzentriert und auch sozialstaatliche Leistungen aufzeigt. Im ersten Teil des Berichts wird das System der sozialen Sicherheit im Kanton vorgestellt und Angaben zur Finanzierung sozialer Leistungen werden gemacht. Im zweiten Teil werden Strukturdaten, beispielsweise zur Bevölkerung, Beschäftigung oder zum Wohnen, präsentiert. Sie sind die Grundlage zur Analyse verschiedener Problemlagen, die den dritten Teil des Berichts bilden. Dabei geht es neben dem Schwerpunkt Gleichstellung von Frau und Mann um Themen wie Kindheit, Familie und Jugend, Migration und Asyl, Arbeitslosigkeit und Behinderung. Statistisches Material aus 80 Quellen wird ausgewertet Aufbauend auf den Resultaten einer Vorstudie zum aktuellen Projekt werden im Sozialbericht 2005 etwa 80 statistische Datenquellen ausgewertet. Dieser erste Schritt führt zu einer vor allem deskriptiven Darstellung der sozialen Lage im Kanton und der sozialen Probleme. In einem zweiten Schritt werden die Daten nach Möglichkeit durch zeitliche und geografische Vergleiche zueinander in Beziehung gesetzt, um den Gründen für Unterschiede und Veränderungen auf die Spur zu kommen. Für jede Problemlage wird ein Interview mit einem Experten oder einer Expertin geführt, um ein aktuelles Bild der Situation und Aufschluss über die drängenden Fragen zu erhalten. Diese Informationen sind eine wertvolle Ergänzung der statistischen Daten.


MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT Erika Götz Bereich Soziales Familienergänzende Kinderbetreuung, Impulsprogramm >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch FAMILIENERGÄNZENDE KINDERBETREUUNG IM WALDENBURGERTAL Zur Unterstützung und Förderung von familienergänzenden Kinderbetreuungsangeboten kann auf Grund eines 2003 in Kraft getretenen Bundesgesetzes eine Anstossfinanzierung beantragt werden. Im Kanton Basellandschaft hat eine private Stiftung die Initiative ergriffen und engagiert sich für die Einrichtung von familienergänzenden Kinderbetreuungsangeboten. Die FHSO hat die Entscheidungsgrundlagen geliefert. Angesichts des Mangels an familienergänzenden Betreuungsangeboten für Kinder wurde per 1. Februar 2003 das neue Bundesgesetz über Finanzhilfen in diesem Bereich in Kraft gesetzt. Mittels eines auf acht Jahre befristeten Impulsprogramms werden Finanzhilfen für die Schaffung neuer Betreuungsangebote im Bereich Kindertagesstätten und schulergänzender Betreuung sowie für die Förderung der Strukturen für die Koordination der Betreuung in Tagesfamilien zur Verfügung gestellt. Damit sollen entscheidende Anreize für die primär zuständigen Kantone und Gemeinden sowie Private gesetzt werden können, neue Angebote bereit zu stellen. Stiftung fördert Kinderbetreuung In diesem Zusammenhang wurde die sozial engagierte Stiftung «Brückenschlag» im Waldenburgertal des Kantons Basel-Landschaft aktiv. Sie hat ein Projekt zur Überprüfung der Einrichtung familienergänzenderKinderbetreuungsangebote lanciert. Durch die Befragungen von verschiedenen im Waldenburgertal ansässigen Akteursgruppen durch ein Projektteam der FHSO wurde eine Einschätzung des Bedarfs aus unterschiedlichen Perspektiven gewonnen. Die Resultate zeigen, dass Kinderbetreuungsangebote gefragt sind. Favorisiert werden dabei die eher leicht zugänglichen Angebote, wie Blockzeiten an allen Schulen, die Einrichtung von Mittagstischen, die Randzeitenbetreuung sowie der Beitritt zum Verein Tagesfamilien Oberes Baselbiet. Umfassendere Angebote, wie Tagesschulen oder Kinderkrippen, werden als zweitrangig betrachtet. In Zusammenarbeit lässt sich das Angebot verbessern Das Umsetzungsszenario hat die umfassende gemeindeübergreifende Koordination und Vernetzung der bestehenden Akteursgruppen, Angebote und möglichen Geldgeber zum Ziel. Zu diesem Zweck wurde einerseits die Gründung einer Trägerschaft vorgeschlagen, die die familienergänzende Kinderbetreuung im Waldenburgertal in Zukunft ideell und finanziell unterstützen soll. Andererseits ist die Einrichtung einer professionell geführten Stelle in Betracht gezogen worden, die die oben genannten Vernetzungsdienstleistungen zur Verfügung stellt und weitere Aufbauarbeit der familienergänzenden Kinderbetreuung im Waldenburgertal und angrenzenden Gemeinden leisten soll. Bis Mitte 2005 sollen erste Realisierungsschritte gemacht werden. _69_


_70_ Ulrich Pekruhl Bereich Wirtschaft Erika Schreier Bereich Wirtschaft Corinna Semling Bereich Wirtschaft Martina Zölch Bereich Wirtschaft Leistungslohn, Mitarbeitendenbeurteilung, Schulen MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT LEISTUNGSLOHN AN SCHULEN Seit sechs Jahren praktizieren die kantonalen Schulen des Kantons Solothurn verschiedene Mitarbeitendenbeurteilungssysteme und ein Leistungslohnsystem. Das hier vorgestellte Evaluationsprojekt hat zum Ziel, die Umsetzungspraxis und die Auswirkungen der sog. MAB-LEBO Systeme zu beschreiben und Handlungsempfehlungen für die zukünftige Gestaltung daraus abzuleiten. Seit 1996 umfasst das revidierte Besoldungssystem des Kantons Solothurn einen leistungsabhängigen Entgeltanteil (LEBO), der sich an den Ergebnissen der Mitarbeitendenbeurteilung (MAB) orientiert. Ziel des Kantons ist es, «eine Mitarbeiter- und zielorientierte Führung sicherzustellen, welche die Leistungsträgerinnen und Leistungsträger der einzelnen Organisationseinheiten nicht nur verbal, sondern auch monetär würdigt und belohnt.» Unter Berücksichtigung vorgegebener Rahmenbedingungen konnten die kantonalen Schulen eigene MAB- LEBO-Systeme entwickeln. Der Regierungsrat des Kantons Solothurn hat die Evaluation der einzelnen Pilotprojekte beschlossen, um auf dieser Grundlage entscheiden zu können, wie das Besoldungssystem im Bereich der Lehrerschaft künftig aussehen soll. Die Evaluation sollte also vor dem Hintergrund vorliegender Studien die bislang gemachten Erfahrungen im Kanton Solothurn erfassen und beschreiben und daraus Empfehlungen für die künftige Gestaltung des MAB- LEBO für die kantonale Lehrerschaft ableiten. Die Evaluation der unterschiedlichen MAB-LEBO-Systeme bietet gleichzeitig die Möglichkeit, grundsätzliche Aspekte leistungsgekoppelter Entgeltsysteme im Bereich Schule zu untersuchen. So ist danach zu fragen, welche Zusammenhänge es zwischen Management by Objectives (MbO) und Lohnsystemen gibt: Wirken monetäre Anreize unmittelbar leistungsfördernd oder wirken sie eher als Katalysatoren, indem sie zur Ernsthaftigkeit, Regelmässigkeit und Qualität der Zielvereinbarungen beitragen? Weiterhin gilt es, strukturelle und kulturelle Rahmenbedingungen für erfolgreiche und nicht erfolgreiche Anreizsysteme zu identifizieren, sowie den Einfluss von leistungsgekoppelten Entgeltsystemen auf die Kooperation zwischen den Mitarbeitenden und zwischen Mitarbeitenden und Vorgesetzten zu analysieren. Schliesslich sollte es möglich sein, auf der Grundlage unserer Evaluation verallgemeinerte Aussagen zur Gestaltung von Anreizsystemen in Schulen und in der öffentlichen Verwaltung zu machen. Von der Datenerhebung… Zu Beginn der Evaluation wurden die vorliegenden Dokumente zu den unterschiedlichen MAB-LEBO-Systemen analysiert. Anschliessend wurden die


MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT Schulleitungen aller Schulen befragt. Ebenfalls in allen Schulen wurden Gruppendiskussionen mit Lehrern und Lehrerinnen durchgeführt, wobei darauf geachtet wurde, dass die unterschiedlichen Sichtweisen innerhalb der Lehrerschaft in den Diskussionsgruppen vertreten waren. Die Ergebnisse dieser Gespräche und Diskussionen waren eine wichtige Grundlage für die anschliessende Befragung aller Lehrpersonen. Im Zentrum standen dabei Fragen nach der Akzeptanz, Qualität und Wirkung von Personal- und Qualitätsentwicklungsinstrumenten, wie beispielsweise Feedbacks von Schülerinnen und Schülern, welche die Grundlage für die Vergabe des LEBO bilden. Des Weiteren ging es um die Beurteilung des Einführungsprozesses von MAB-LEBO, die Durchführung der Mitarbeitendengespräche zwischen der Leitung und Lehrkräften sowie um grundsätzliche Aspekte der Personalführung an Schulen. Mitte bis Ende Juli 2004 wurden insgesamt 455 Lehrerinnen und Lehrer des Kantons Solothurn angeschrieben, von denen 205 den Fragebogen zurückgesandt haben; das entspricht einem Rücklauf von gut 45 Prozent. >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch Die Befragung hat im Wesentlichen bestätigt, was sich schon im Laufe der Diskussionen und Gespräche an den Schulen abgezeichnet hatte: Die Instrumente der Personal- und Qualitätsentwicklung werden überwiegend positiv beurteilt und haben spürbare Auswirkungen auf eine Verbesserung der Unterrichtsqualität. Mehrheitlich abgelehnt wird hingegen die Kopplung einer Personalbeurteilung an die Vergabe eines Leistungsbonus. Nach Abschluss der Befragung wurden alle bis dahin vorliegenden Untersuchungsergebnisse zusammengefasst und den Schulleitungen vorgestellt. Diese kommunikative Validierung konnte sicherstellen, dass in der letzten Phase des Projekts mit konsolidierten und akzeptierten Evaluationsbefunden gearbeitet werden konnte. …zur Aktionsforschung Eine so umfassende Datenerhebung für eine Evaluation erzeugt auf Seiten der Befragten eine Erwartungshaltung: Positive und negative Aspekte der MAB-LEBO-Systeme wurden aufgedeckt – was wird nun passieren? Das Evaluationsprojekt hat an diese Erwartungen angeknüpft und eine Reihe von Workshops mit RektorInnen und LehrerInnen aller Schulen veranstaltet, in denen es um die Konsequenzen der Untersuchung ging. Gemeinsam wurden Handlungsempfehlungen diskutiert und weitere Alternativen entwickelt. So ist die Evaluation zur Aktionsforschung geworden, indem zunächst ein gemeinsames Verständnis zur Ist-Analyse erzeugt wurde und anschliessend in Kooperation zwischen ForscherInnen und Schulen Konsequenzen aus der Untersuchung entwickelt wurden. Auftraggeber Personalamt des Kantons Solothurn. Mitfinanziert durch die Kommission für Technologie und Innovation (KTI). _71_


_72_ Franz Barjak Bereich Wirtschaft Lehrerbildung, Pädagogische Hochschulen, Anstellungsbedingungen www.fhso.ch/pdf/publikationen MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT ANSTELLUNGSBEDINGUNGEN AN PÄDAGOGISCHEN HOCHSCHULEN IN DER SCHWEIZ Der Aufbau der Pädagogischen Hochschulen (PH) in der Schweiz ist noch im Gang und zwischen den einzelnen Hochschulen bestehen bei den Anstellungsbedingungen grosse Unterschiede. An der FHSO haben wir die Arbeitszeiten, Saläre, Regelungen der persönlichen Weiterbildung und Forschungsspielräume der Dozierenden an den Schweizer PH untersucht. Dabei hat sich gezeigt, dass Harmonisierungsbedarf bei einzelnen Anstellungsbedingungen besteht und dass vertiefende Untersuchungen sinnvoll sind. Die rund 150 Einrichtungen der Lehrerinnen- und Lehrerbildung in der Schweiz wurden in den letzten Jahren auf knapp 20 reduziert. Mit dieser Reduktion ist vielfach ein Wandel von sekundären zu tertiären Bildungseinrichtungen verbunden gewesen. Der Aufbau der Pädagogischen Hochschulen ist noch im Gang, wobei die Anstellungsbedingungen der Dozierenden ein wichtiges Thema sind. Im Auftrag des Dachverbands Schweizer Lehrerinnen und Lehrer haben wir eine Studie zu den Anstellungsbedingungen an den PH durchgeführt und in Telefoninterviews mit den jeweils Verantwortlichen Daten erhoben. Die untersuchten Einrichtungen sind fast immer auf Fachhochschulebene angesiedelt und nur in drei Fällen an Universitäten angegliedert. Sie haben durchschnittlich knapp 40 Vollzeitstellen im Lehrkörper. Die Lehrpersonenausbildung und Forschung wird in praktisch allen Einrichtungen betrieben, wie auch Beratung und Lehre in der Weiterbildung. In sechs der 18 Institutionen ist es für Dozierende obligatorisch, in mindestens einem Leistungsbereich tätig zu sein. In sieben Einrichtungen ist die Tätigkeit in zwei und in fünf Einrichtungen die Tätigkeit in drei oder mehr Leistungsbereichen verbindlich. Die Unterrichtspensen variieren Die Nettojahresarbeitszeiten schwanken zwischen 1800 und 1966 Stunden für Dozierende im Alter von 20 bis 49 Jahren. Der Durchschnitt liegt bei 1900 Stunden, und geht dann mit zunehmendem Alter zurück. Die Unterschiede zwischen den Kantonen lassen sich meist auf die Ferien und die Anzahl der Feiertage zurückführen. Die Unterrichtspensen unterscheiden sich deutlich zwischen den PH und Universitäten, aber auch innerhalb der Gruppe der PH gibt es Unterschiede von nahezu 100 Prozent. Allerdings ist die Vergleichbarkeit durch unterschiedliche Definitionen der Lektionen und unterschiedliche Tätigkeiten, die damit erfasst werden, stark eingeschränkt. Hohe Unterrichtspensen schränken die Forschungsmöglichkeiten ein Insgesamt sind an den 17 Einrichtungen, die Angaben zur Forschung gemacht haben, rund 112 Vollzeitstellen für die Forschung vorhanden. Dies entspricht zehn Prozent des Lehrkörpers. Da die Forschung in allen PH ein zentraler


MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT Bereich ist und in der Zukunft noch ausgebaut werden soll, sollten insbesondere an den kleineren PH die Forschungsbereiche noch wachsen. Eine kontinuierliche pädagogische Forschung braucht eine «kritische Masse» und Forschungsbereiche mit drei oder vier Vollzeitstellen erreichen diese nicht. Eine Stärkung und Ausweitung der Forschungs- und Dienstleistungsaktivitäten sollte zugunsten des wissenschaftlichen Mittelbaus gehen, der sich stärker auf die Forschungstätigkeit konzentrieren kann. Mit Professorentitel gibt es mehr Für die Beurteilung der Entlohnung wurden die Einstiegssaläre und die Maximalsaläre der Dozierenden untersucht. Dozierende haben durchschnittlich einen Einstiegslohn von CHF 94000 pro Jahr, der Maximallohn liegt im Durchschnitt bei CHF 152650 (Abb. 1). Dozierende mit einem Professorentitel verdienen etwa zehn Prozent mehr. Überdurchschnittlich wird in Zürich, Abb. 1: Bandbreite der Lohnklassen (Einstiegs- und Maximallöhne) der Dozierenden an Schweizer Pädagogischen Hochschulen im Jahr 2004. Die roten Linien markieren die jeweiligen Durchschnittswerte. >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch Basel, St. Gallen und im Thurgau gezahlt. Um den Maximallohn zu erreichen, ist in vielen Fällen eine Mindestanstellungsdauer und in mehr als der Hälfte der Fälle eine bestimmte Qualifikation die Voraussetzung. Die Lohnunterschiede von mehr als 40 Prozent zwischen den PH sind nicht durch entsprechende Unterschiede in den Arbeitsbedingungen gedeckt. Daraus kann abgeleitet werden, dass eine Harmonisierung sinnvoll ist. Weiterbildung zahlt sich aus Die persönliche Weiterbildung der Dozierenden wird in praktisch allen Institutionen unterstützt. In der Regel findet diese Unterstützung durch die Anrechnung von Weiterbildungszeit als Arbeitszeit und durch eine Kostenbeteiligung statt. Maximal können die Dozierenden im Durchschnitt 150 Stunden pro Jahr für die Weiterbildung verwenden und auf finanzielle Unterstützung zwischen CHF 1000 und CHF 1500 rechnen. Ein Sabbatical oder Freisemester wird derzeit in elf der untersuchten 18 Einrichtungen gewährt und ist bei zwei weiteren in Planung. Es kann in der Regel maximal sechs Monate dauern, an der PH Graubünden maximal drei Monate. Voraussetzung ist meist eine Mindestanstellungsdauer. Eine Harmonisierung auf Bundsebene und weitere Forschung sind sinnvoll Die Anstellungsbedingungen an den Institutionen der Lehrerinnen- und Lehrerbildung in der Schweiz unterscheiden sich stark. Um Klarheit zu schaffen, sollten Begriffe, wie beispielsweise Dozierende, Mittelbau, Lektionen, Forschung eindeutig definiert und einheitlich verwendet werden. Um die Anstellungsbedingungen an der Schweizer PH zu vereinheitlichen, liefert unsere Studie eine erste Grundlage, weil sie die derzeitige Praxis an den Schweizer pädagogischen Einrichtungen beschreibt. Auftraggeber Dachverband Schweizer Lehrerinnen und Lehrer (LCH) Publikation Barjak, F. (2004): Anstellungsbedingungen der Dozierenden an Pädagogischen Hochschulen. Kurzstudie für den Dachverband Schweizer Lehrerinnen und Lehrer (LCH). Fachhochschule Solothurn Nordwestschweiz, (2004) _73_


_74_ Martina Zölch Bereich Wirtschaft Stephanie Greiwe Bereich Wirtschaft Corinna Semling Bereich Wirtschaft Repräsentative Befragung, Assistierende, wissenschaftliche Mitarbeitende, Fachhochschulen MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT ARBEITSSITUATION UND PERSPEKTIVEN DES MITTELBAUS AN FACHHOCHSCHULEN Wie sehen die Anstellungs- und Arbeitsbedingungen von Assistierenden und wissenschaftlichen Mitarbeitenden an Schweizer Fachhochschulen aus? Und wo besteht aus Sicht der Mittelbauangehörigen Verbesserungsbedarf? Diese Fragen standen im Mittelpunkt der ersten schweizweiten Befragung von FH-Mittelbauangestellten, die die FHSO Anfang 2004 durchgeführt hat. Beteiligt haben sich 544 Personen. Die Ergebnisse der Studie zeigen: Der Mittelbau an Schweizer Fachhochschulen ist sehr heterogen. So reicht das Alter der befragten Mittelbauangestellten von Anfang 20 bis über 60 Jahre. Nur 28 Prozent der Mittelbauangestellten sind Frauen, doch gibt es hier deutliche Unterschiede zwischen Fachbereichen. Etwa 60 Prozent der Mittelbauangestellten hatten zum Befragungszeitpunkt Anfang 2004 einen befristeten Arbeitsvertrag. Insgesamt besassen 37 Prozent zu Anstellungsbeginn einen Fachhochschul- und ein Drittel einen Universitätsabschluss. Eine höhere Fachschule haben 19 Prozent absolviert, während zwölf Prozent zu Anstellungsbeginn keinen Abschluss auf der Tertiärstufe besassen. Sechs Prozent haben promoviert. Mit 56 Prozent arbeitet deutlich mehr als die Hälfte überwiegend in der Forschung, 15 Prozent sind in der Beratung, 18 Prozent vor allem in der Lehre und immerhin 10 Prozent fast ausschliesslich administrativ tätig. Besonders wichtig sind ein gutes Arbeitsklima und eine interessante Tätigkeit Am wichtigsten sind den Mittelbauangestellten ein gutes Arbeitsklima, eine inhaltlich interessante Tätigkeit und der Einsatz von fachlichen Qualitäten. Der Aspekt «Möglichkeit zur wissenschaftlichen Tätigkeit» rangiert im Mittelfeld. Bei Personen, die vorwiegend in der Forschung arbeiten, ist er hoch signifikant wichtiger als bei Personen, die vorwiegend unterrichten oder beratend tätig sind. Weiterbildung ist absolut notwendig Weiterbildung betrachten die Mittelbauangestellten für ihre persönliche Karriere als absolut notwendig. Sie sehen die Verantwortung für ihre Weiterqualifizierung in erster Linie bei sich selbst, erhoffen sich aber Unterstützung durch ihre Fachhochschule. Am wichtigsten ist ihnen dabei die Bereitstellung von Zeit, die Vernetzung mit Personen aus Privatunternehmen oder Non-Profit-Organisationen und eine finanzielle Unterstützung. Während die Mittelbauangestellten die Aspekte «Zeit» und «finanzielle Unterstützung» an ihrer FH im Durchschnitt


MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT als mittel bis gut beurteilen, betrachten sie die bisherige Vernetzung mit Privatunternehmen oder Non-Profit-Organisationen als wenig genügend. Am schlechtesten schneiden bei der Beurteilung die fachhochschulinternen Personalentwicklungsangebote ab. Mehr als ein Drittel will in die Privatwirtschaft Lediglich 58 Prozent der Mittelbaungehörigen haben nach eigenen Angaben schon Vorstellungen darüber, wo sie in fünf Jahren tätig sein wollen. Dann wollen allerdings 38 Prozent in einem kleinen oder mittleren Privatunternehmen arbeiten. Für immerhin 37 Prozent, vor allem für befristet Angestellte, ist die Anstellung an der FH in einer anderen Position denkbar. Nur 16 Prozent können sich vorstellen, dann an der jetzigen Stelle tätig zu sein. Männer denken häufiger daran, in der Privatwirtschaft zu arbeiten. Frauen sehen sich häufiger in der öffentlichen Verwaltung oder in Non-Profit- Organisationen. Auch die Tätigkeit an der Fachhochschule in einer anderen Funktion, beispielsweise als Dozentin kommt für sie eher in Betracht. >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch Finanzierung Die Online-Befragung wurde durch die Forschungsoffensive der FHSO finanziert. Sie fand im Rahmen des Projekts – Mentoring für Frauen aus dem Mittelbau an der Fachhochschule Nordwestschweiz statt, das durch das Bundesprogramm Chancengleichheit von Frauen und Männern an den Fachhochschulen des BBT und dem Innovationsfond der Fachhochschule Nordwestschweiz gefördert wird. Publikation Zölch, M., S. Greiwe & C. Semling (2004): Die Situation der Assistierenden und wissenschaftlichen Mitarbeitenden an Schweizer Fachhochschulen. Ergebnisbericht der schweizweiten Online-Befragung. 2004 Olten _75_


_76_ Martina Zölch Bereich Wirtschaft Anja Mücke Bereich Wirtschaft Claudia Töngi Ressort Chancengleichheit der Universität Basel Ueli Mäder Institut für Soziologie der MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT Universität Basel Teilzeitmodelle, Jobsharing, Professuren, Befragung, Kooperationsprojekt www.zuv.unibas.ch/chancengleichheit/wir/ projekte.html DIE TEILZEITPROFESSUR IST ALS ANGEBOT GEWÜNSCHT, ABER ERST WENIG UMGESETZT Teilzeitmodelle für Professuren werden zwar von der Mehrzahl der befragten Vollzeitprofessorinnen und -professoren der Universität BaseI generell als wünschenswert und sinnvoll erachtet. Hinsichtlich des Teilzeitpotenzials ihrer eigenen Stelle sind sie aber skeptisch. Dies ist ein Ergebnis der schriftlichen Befragung der Vollzeitprofessorinnen und -professoren der Universität Basel im Rahmen des Kooperationsprojekts «Balance – Jobsharing und Teilzeitmodelle für Dozierende». Im Projekt «Balance – Jobsharing und Teilzeitmodelle für Dozierende» werden die Möglichkeiten und Grenzen von Teilzeitmodellen für Professuren untersucht und Gestaltungsoptionen aufgezeigt. Dafür wurden die Vollzeitprofessorinnen und -professoren der Universität Basel schriftlich befragt. An der Befragung, die Dezember 2003 stattgefunden hat, haben sich 84 der 282 Angeschriebenen beteiligt. Teilzeitmodelle für Professuren sind wünschenswert Mehr als die Hälfte der befragten Professorinnen und Professoren befürwortet ein vermehrtes Angebot von Teilzeitprofessuren an der Universität Basel. Die Befragten sehen darin insbesondere ein geeignetes Mittel, um Anforderungen und Interessen aus verschiedenen Lebensbereichen in Einklang zu bringen sowie die Chancengleichheit zu verbessern. Dagegen sind sie eher skeptisch, dass Teilzeitmodelle ein geeignetes Mittel zur Beschäftigungsförderung sein könnten. Der Arbeitgeber ist gefragt Gefragt nach den Voraussetzungen, die erfüllt sein müssen, um vermehrt Teilzeitprofessuren umsetzen zu kön- nen, sehen die meisten Befragten die Universität in der Pflicht. Dazu gehören das Bekenntnis zu Teilzeitmodellen durch die Universitätsleitung, das offensive Angebot attraktiver Teilzeitmodelle, ein flexibler Umgang mit Stellenprozenten sowie die Schaffung universitärer Reglemente und Wegleitungen, die solche Modelle regeln und so arbeitsrechtliche Transparenz schaffen. Als weitere wichtige Voraussetzung werden die Akzeptanz von Teilzeitarbeit durch Kollegen und Mitarbeitende sowie hohe Selbstmanagementkompetenzen der Professoren und Professorinnen genannt. Zu den letzteren gehören Arbeitsplanung, Delegationsfähigkeit und die Arbeitsorganisation. Geringes persönliches Interesse an Teilzeit Das konkrete Interesse an Teilzeitarbeit ist eher gering. Für mehr als die Hälfte der Befragten ist das Thema persönlich (eher) unwichtig. Analog dazu können sich fast 60 Prozent (eher) nicht vorstellen, ihre Stelle in Teilzeit auszuüben. Die Befragten sind der Ansicht, dass ihre eigene Stelle einerseits schwer teilbar, andererseits schlecht reduzierbar ist. Gefragt, wie das persönliche und berufliche Umfeld auf eines dieser Teilzeit-


MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT arrangements reagieren würde, erwarten sie unterschiedliche Reaktionen: Vom privaten Umfeld eher positive Reaktionen, von der Scientific Community eher negative Reaktionen. Es dominiert die Befürchtung: Bei Teilzeit leidet die Qualität der Arbeit. Als wichtigstes Argument gegen eine Teilzeitprofessur wird angeführt, dass sich die Arbeitsaufgaben nicht im gleichen Masse reduzieren lassen wie die Arbeitszeit. Vor allem die Angehörigen der Philosophisch-Naturwissenschaftlichen-Fakultät fürchten, dass die Qualität der Arbeit nicht aufrechterhalten werden könne. Es sei dann nicht mehr möglich, in der Konkurrenz zu bestehen und die Karrierechancen würden beeinträchtigt. Einbussen bei der Karriere befürchteten vor allem die Jüngeren. Für Frauen ist das Argument, dass sie mit einer Teilzeitprofessur weniger Zugang zu Informationen hätten, wichtiger als für Männer. Allerdings haben mehr als zwei Drittel der Befragten bislang keine eigenen Teilzeiterfahrungen gemacht. Mehr als die Hälfte der Befragten kennt auch keine Teilzeitprofessorinnen oder -professoren. Teilzeitarbeit – ein denkbares Modell für unterschiedliche Lebensphasen Die Hälfte der Befragten gab an, dass es im Verlauf ihres beruflichen Werdegangs Lebensphasen gegeben hat, in denen Teilzeitarbeit vorstellbar gewesen wäre. Am häufigsten wurden die Geburt und Betreuung von Kindern und das Fehlen einer Vollzeitstelle genannt. Rund zwei Drittel haben in diesen Phasen jedoch nicht Teilzeit gearbeitet. Die Haupthindernisse waren das Fehlen von attraktiven Teilzeitstellen sowie finanzielle Überlegungen. Von den Befragten können sich 58 Prozent vorstellen, dass es in der Zukunft Lebensphasen geben wird, in denen sie Teilzeit arbeiten. Professorinnen können sich dies eher vorstellen als >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch Professoren. Bei den möglichen Gründen für eine Inanspruchnahme von Teilzeitarbeit werden häufig der Übergang in die Pensionierung sowie eine Krankheit des Partners, der Partnerin oder eine eigene Erkrankung genannt. Die Ergebnisse dieser Befragung werden durch weitere Teilstudien ergänzt. Zum einen werden Teilzeitprofessoren und -professorinnen der Universität Basel und weiterer Schweizer Universitäten schriftlich und in Interviews befragt. Eine Online-Befragung sowie Interviews mit den Privatdozierenden und Titularprofessoren und -professorinnen der Universität Basel laufen derzeit. Ausserdem soll sich eine Studie mit den Teilzeitvorstellungen des oberen Mittelbaus der Universität Basel befassen. Alle Ergebnisse werden in einem Schlussbericht zusammengefasst, der im Frühsommer 2005 veröffentlicht wird. Die Teilstudie Teilzeitprofessur Welche Erfahrungen mit Teilzeitmodellen machen Professoren und Professorinnen, die bereits in Teilzeit an der Universität Basel arbeiten? Von den 28 angeschrieben Teilzeitprofessuren der Universität Basel haben 15 Personen per Fragebogen dazu Stellung genommen. Im Vergleich mit den Antworten der in Vollzeit Tätigen werden Teilzeitmodelle von den Professoren und Professorinnen mit einem Teilzeitpensum durchweg positiver beurteilt: 80 Prozent erachten es als wünschenswert, dass in Zukunft an der Universität Basel vermehrt Teilzeitpositionen angeboten werden. Besonders positiv werden folgende Aspekte von Teilzeitarrangements beurteilt: Die Möglichkeit, verschiedene Lebensbereiche in Einklang zu bringen sowie ausseruniversitäre Impulse in die Tätigkeit an der Universität einzubringen. Die Mehrheit der Antwortenden hat eine bereits als Teilzeitstelle ausgeschriebene Position angetreten, wobei die Mehrzahl mit einem 50 Prozent Pensum arbeitet. Keiner arbeitet in einem Jobsharing-Modell. Bei den Gründen die Professur in Teilzeit auszuüben, wird häufig genannt, dass keine Vollzeitstelle verfügbar war und dass neben der Professur noch eine ausseruniversitäre Tätigkeit ausgeübt wird. Mit Ausnahme der Scientific Community, die nach Aussage der Befragten eher negativ oder gemischt auf die Teilzeitprofessur reagierte, war die Reaktion des übrigen privaten und universitären Umfelds eher positiv. Insgesamt ziehen die Teilzeitprofessoren und -professorinnen ein positives Resümee ihrer bisherigen Erfahrung und möchten auch weiterhin in Teilzeit arbeiten. _77_


_78_ Martina Zölch Bereich Wirtschaft Agnès Fritze Bereich Soziales Stephanie Greiwe Bereich Wirtschaft Barbara Krattiger Bereich Soziales Anja Mücke Bereich Wirtschaft Corinna Semling Bereich Wirtschaft Mentoring, Mittelbau, Laufbahnförderung www.mefista.fhnw.ch MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT MENTORINNEN UND MENTOREN: FRAUENFÖRDERUNG IM MITTELBAU Rahmenbedingungen der Mittelbauangestellten überprüfen, Personalentwicklung sichern, Laufbahnen definieren und dabei die Chancengleichheit sichern, sind die wichtigsten Handlungsempfehlungen einer Bestandesaufnahme unter den Assistierenden und wissenschaftlichen Mitarbeitenden der Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW). Konkretes Resultat dieser Befragung: das - Mentoringprogramm für Frauen aus Mittelbau an der FHNW, das im Herbst 2004 gestartet wurde. Das -Mentoringprogramm soll an der Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW) die berufliche Entwicklung von Frauen im Mittelbau fördern. Es wurde basierend auf den Ergebnissen einer breit angelegten Studie zur Situation der Assistierenden und wissenschaftlichen Mitarbeitenden an der FHNW entworfen. Konkret wurden die Arbeitssituation des Mittelbaus, die Rahmenbedingungen der Anstellung, die Tätigkeiten sowie Entwicklungsmöglichkeiten und -perspektiven untersucht. Insgesamt beteiligten sich 150 von 231 angeschriebenen Personen an einer Online- Befragung, davon 31 Prozent Frauen. Gruppeninterviews mit Mittelbauangestellten sowie Interviews mit Leitungspersonen und Personalverantwortlichen der FHNW vertieften die Studie. Kein Job für immer Die Mehrheit der Mittelbauangestellten an der FHNW ist befristet angestellt: Frauen häufiger als Männer. Männer weisen eine höhere Anzahl an Berufsjahren aus. Allen gemeinsam sind zusammengesetzte Tätigkeitsprofile mit individuellen Schwerpunkten. Viele Angestellte arbeiten in mehr als einem Leistungsbereich. Der grösste Teil in Forschung und Entwicklung, gefolgt von Dienstleistung und Beratung und der Ausbildung. Nur ein kleiner Anteil der Arbeitszeit entfällt auf den Leistungsbereich Weiterbildung. Bei Vorstellungen zu beruflichen Perspektiven in fünf Jahren sehen sich Männer häufiger in der Privatwirtschaft. Frauen tendieren vermehrt zu einer späteren Anstellung im Nonprofit-Bereich oder in einer anderen Funktion an der Fachhochschule. Insgesamt kann festgehalten werden: Den «Mittelbau» gibt es nicht. Heterogenität in vielerlei Hinsicht ist das bestimmende Merkmal. Massgeschneidertes Mentoring für Fachhochschulen Um Hinweise zur Ausgestaltung des -Mentoringprogramms zu bekommen, wurde nach dem Bedarf an Unterstützung, nach gewünschten Mentoringformen und nach der erhofften Wirkung gefragt. Es hat sich gezeigt, dass sich bewährte Laufbahnförderungskonzepte, die sich an Universitäten etabliert haben, nicht ohne weiteres auf Fachhochschulen übertragen lassen. Die wichtigsten Aspekte, die an der Fachhochschule


MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT berücksichtigt werden müssen, sind die fehlende Laufbahnplanung und ungenügende Fördermassnahmen für den Mittelbau. Ausserdem streben viele Mittelbauangehörige eine berufliche Laufbahn ausserhalb der Fachhochschule an. Ein Mentoringprogramm muss der grossen Heterogenität der Zielgruppe in Bezug auf Arbeitsvertrag, Ausbildungsabschluss, Fachbereich und berufliche Perspektive Rechnung tragen. Ebenso muss die ungleiche Verteilung von Frauen und Männern in den einzelnen Fachbereichen berücksichtigt werden. Auch die Tatsache, dass der «kleinste gemeinsame Nenner» oft die Unklarheit über die berufliche Perspektive ist, stellt die Durchführung eines solchen Programms vor grosse Herausforderungen. Wie sich das -Mentoringprogramm unter diesen Ausgangsvoraussetzungen bewährt, wird im Rahmen einer wissenschaftlichen Evaluation untersucht, die das Programm begleitet. >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch -Mentoring – ein vielfältiges Programm Beim Projektteam haben sich 22 Bewerberinnen gemeldet, von denen 15 in das Programm aufgenommen wurden. Die Gruppe setzt sich aus Frauen aus allen drei Teilschulen und aus allen Fachbereichen zusammen. Für jede der Teilnehmerinnen wurde eine passende Mentorin, ein passender Mentor gefunden: Frauen und Männer aus Verwaltung, Industrie, Kultur, Nonprofit-Organisationen und Hochschulen begleiten und unterstützen die Mentees von Oktober 2004 bis August 2005. In dieser Zeit finden zwischen Mentee und der Mentorin, dem Mentor mindestens fünf gemeinsame Treffen statt. Die Ausgestaltung dieser Treffen wird den Tandems überlassen und kann von einem Beratungsgespräch bis hin zur Begleitung im Arbeitsalltag reichen. Für die Mentees werden drei Workshops zu den Themen Standortbestimmung, Work-Life-Balance und Laufbahnplanung angeboten. Zusätzlich bilden die Mentees eine oder mehrere Peergruppen, um einer gegenseitigen Vernetzung und fachlichen Unterstützung eine gute Plattform zu bieten. Finanzierung Das -Mentoringprogramm wird durch das Bundesprogramm Chancengleichheit von Frauen und Männern an den Fachhochschulen des BBT und dem Innovationsfonds der Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW) gefördert. _79_


_80_ Beat Uebelhart Bereich Soziales Barbara Krattiger Bereich Soziales Familienexterne Kinderbetreuung MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT DIE FINANZHILFE DES BUNDES FÜR FAMILIENERGÄNZENDE KINDERBETREUUNG MUSS WIRKUNGSORIENTIERT SEIN Mit der Einführung der Anstossfinanzierung für Angebote der familienergänzenden Kinderbetreuung hat der Bund ein wichtiges familienpolitisches Zeichen gesetzt. In der Praxis zeigt sich jedoch, dass die Ausgestaltung nicht optimal ist und verbessert werden kann. Die Anstossfinanzierung muss einen klaren Leistungsauftrag haben und beispielsweise den regional und sozial unterschiedlichen Bedürfnissen besser Rechnung tragen. Mit Fragen der Familienpolitik, der Gleichstellung von Mann und Frau im Berufs- und Privatleben beschäftigt sich der Bereich Soziales der FHSO seit vielen Jahren. Deshalb ist für uns die Wirksamkeit des Gesetzes über die familienergänzende Kinderbetreuung von besonderem Interesse. Die Anspruchsvoraussetzungen und die Berechnung dieser Anstossfinanzierung sind im Bundesgesetz über Finanzhilfen für familienergänzende Kinderbetreuung vom 4. Oktober 2002 und in der entsprechenden Verordnung vom 9. Dezember 2002 geregelt. Demnach können in der Aufbauphase Kindertagesstätten, schulergänzende Kinderbetreuung und Strukturen für die Koordination der Betreuung in Tagesfamilien finanziell unterstützt werden. Nur neue Angebote werden gefördert Dies gilt allerdings nur für Angebote, die neu geschaffen werden. Einrichtungen, die bereits vor Inkraftsetzung des Gesetzes bestanden haben, erhalten nur dann Finanzhilfen, wenn sie ihr Angebot wesentlich erhöhen. Bereits bestehende Betreuungsplätze werden nicht subventioniert. Wird ein bestehendes Betreuungsangebot ohne wesentliche Änderung des Betriebs- konzeptes unter neuer Trägerschaft weitergeführt oder neu eröffnet, so gilt es nicht als neu. Im Bereich der Tagesfamilien werden die Finanzhilfen für Aus- und Weiterbildungsmassnahmen sowie für Projekte zur Verbesserung der Koordination gewährt. Weder die Eltern der zu betreuenden Kinder noch die Tagesfamilien erhalten Bundesgelder. Nach dem Inkrafttreten der gesetzlichen Grundlagen befragten wir im Zeitraum von März bis Juni 2003 die auf Kantonsebene für die Finanzhilfe Verantwortlichen zur Situation der familienergänzenden Betreuung und zu ihren ersten Erfahrungen mit der Anstossfinanzierung. Die Stossrichtung stimmt Die familienergänzende Kinderbetreuung ist kein Familienersatz, sondern hat vielmehr andere Aufgaben, wie beispielsweise die Integration fremdsprachiger Kinder oder die Förderung der Arbeitsfähigkeit von Alleinerziehenden, um eine Sozialhilfeabhängigkeit zu vermeiden. Sie dient auch der Unterstützung neuer Familienformen. Den volkswirtschaftlichen und sozialen Dimensionen der familienergänzenden Betreuung wurde bereits in vielen Untersuchungen nachgegangen. Bekannt wurde insbe-


MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT sondere eine Studie im Auftrag der Stadt Zürich aus dem Jahre 1999, die den volkswirtschaftlichen Nutzen von Kinderkrippen nachweist. Es braucht Verbesserungen Auf Grund unserer detaillierten Analyse der Situation der familienergänzenden Kinderbetreuung formulieren wir fünf Thesen über mögliche Auswirkungen dieser familienpolitischen Massnahme: These 1: Die Anstossfinanzierung des Bundes ist ein wichtiges familienpolitisches Signal. Ihre Umsetzung droht jedoch, an föderalistischen Strukturen zu scheitern. These 2: Die Anstossfinanzierung unterstützt die langfristigen familienpolitischen Anliegen nur ungenügend. These 3: Die Anstossfinanzierung ist derzeit nicht wirkungsorientiert. Das trägt dazu bei, dass die generelle Akzeptanz des Anliegens und die Höhe der Fördergelder für familienergänzende Kinderbetreuung immer wieder infrage gestellt werden. Damit verbunden ist eine verminderte Glaubwürdigkeit der Akteurinnen und Akteure in diesem Bereich. >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch These 4: Die Anstossfinanzierung berücksichtigt die lokal unterschiedlichen Bedürfnislagen ungenügend. Sie unterstützt einseitig die Grossregionen, in denen ohnehin schon ein breiteres Angebot besteht. These 5: Die Anstossfinanzierung muss, um erfolgreich zu sein, einen klaren familienpolitischen Leistungsauftrag mit messbaren Wirkungszielen haben. Die Steuerungsaufgaben auf eidgenössischer und kantonaler Ebene müssen definiert und Qualitätsfragen geklärt sein. Ein Konzept zum Umgang mit stark variierender Nachfrage aufgrund der zunehmenden atypischen Beschäftigungssituationen vieler Erwerbstätiger ist nötig, wenn mit den – mehrfach vom Parlament reduzierten – Finanzhilfen eine langfristige familienpolitische Wirkung erzielt werden soll. Mit unserer Untersuchung haben wir Grundlagen erarbeitet, die für eine Verbesserung der familienergänzenden Kinderbetreuung in der Schweiz wichtig sind. Publikation Uebelhart, B. & B. Krattiger (2004): Anstossfinanzierung des Bundes für familienergänzende Kinderbetreuung – Quo vadis? Discussion Paper Soziales DPS 2004-1, (2004), Olten _81_


_82_ Peter Sommerfeld Bereich Soziales Lea Hollenstein Bereich Soziales Raphael Calzaferri Bereich Soziales Soziale Arbeit, Integration MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT INNOVATIVE INSTRUMENTE FÜR DIE UNTERSTÜTZUNG DER SOZIALEN INTEGRATION Die professionelle Begleitung von Menschen, die aus dem Gefängnis oder aus der stationären Psychiatrie entlassen werden, ist schwierig. So ist zum Beispiel unklar, wie die individuelle Disposition, soziale Faktoren und Integrationsmuster zusammenspielen. Im Rahmen eines Forschungsprojekts an der FHSO sollen diese Zusammenhänge untersucht werden. Wir wollen ein Instrument entwickeln, das präzisere Interventionen in Integrationsprozessen in der Praxis ermöglicht. Im Rahmen des Nationalen Forschungsprogramms 51, «Integration und Ausschluss» beschäftigen wir uns mit der Re-Integration von Menschen, die aus dem Gefängnis oder einer psychiatrischen Klinik entlassen werden. Der Erfolg der Rehabilitation hängt sowohl von der individuellen Disposition und Entwicklungsanstrengung als auch von sozialen Faktoren ab. Familie, Freunde, professionelle Hilfe und Entwicklungen auf dem Arbeitsmarkt entscheiden mit über den Erfolg der Integration. Wir wissen sehr wenig über das dynamische Zusammenspiel der individuellen und sozialen Faktoren. Die Integration ist ein komplexer, dynamischer Prozess und die Informationsbasis, auf der professionelle Helfer ihre Interventionen planen, ist bislang äusserst dürftig. Um mit Erfolg integrieren zu können, ist es wichtig, diesen Prozess besser zu verstehen. Eine gute Datenbasis durch «Real Time Monitoring» Um Daten für unsere Untersuchung zu erhalten, verwenden wir ein Zeitreihenverfahren: Mit «Real Time Monitoring» werden Daten in Echtzeit erfasst. Die Untersuchungspersonen füllen jeden Tag in etwa zehn Minuten einen Fragebogen auf einem Palm-PDA aus. Diese Daten werden über das Internet an einen zentralen Server übermittelt und dort automatisch mit zeitreihenanalytischen Verfahren ausgewertet und die Ergebnisse grafisch dargestellt. Die Analyseverfahren ermöglichen die Identifikation von kritischen Fluktuationen, die dynamischen Phasen kennzeichnen und bestimmten Lebensereignissen oder Interventionen zugeordnet werden können. Damit kann der Zusammenhang zwischen äusseren, sozialen Ereignissen und inneren, individuellen Prozessen hergestellt werden. Für das Prozessmanagement bei der Begleitung der Integration sind diese dynamischen Phasen aufschlussreich, weil sie eine gezieltere und Erfolg versprechende Intervention ermöglichen. Kritische Phasen werden sichtbar Faktoren, wie beispielsweise die physische und psychische Befindlichkeit, stellen wir grafisch als Komplexitätsmass dar (Abb. 1). Es zeigt die Variation des individuellen Antwortverhaltens im Laufe der Zeit. Die Komplexitätswerte werden durch die Berechnung von Mittelwerten in überlappenden Zeit-


MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT fenstern auf signifikante Unterschiede geprüft. Die Verläufe werden mit den Untersuchungspersonen gemeinsam angeschaut und interpretiert. Zur vertieften Analyse erstellen wir ein «Komplexitäts-Resonanz-Diagramm» für alle gemessenen Grössen (Abb. 2). Mit dieser grafischen Darstellung kann ein schneller Überblick über den Fallverlauf gewonnen werden. Graue und schwarze Felder zeigen Phasen mit leicht und hoch signifikanten Veränderungen an. Zusammen mit den Aussagen der Betroffenen können der Fallverlauf bewertet und Gründe für das Gelingen oder Misslingen identifiziert werden. Damit bekommt die Beratung eine verbesserte Grundlage, mit der sich die Integration künftig besser planen lässt. >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch Abb. 1: Der Verlauf der physischen und psychischen Befindlichkeit einer Untersuchungsperson. Abb. 2: Das «Komplexitäts-Resonanz-Diagramm» erlaubt einen schnellen Überblick über den Fallverlauf und seine kritische Phasen. Finanzierung Das Projekt wird im Rahmen des NFP 51 «Integration und Ausschluss» vom Schweizerischen Nationalfonds finanziert. _83_


_84_ Brigitte Liebig Bereich Soziales Informationstechnologien, Bildung, Beschäftigung, Markt, Prognose, Schweiz MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT INFORMATIK: AUSBILDUNGS- UND BESCHÄFTIGUNGS- ENTWICKLUNGEN IN DER SCHWEIZ Der Einbruch der New Economy und die Trendwende auf dem IT-Arbeitsmarkt wirft Fragen auf zum «mismatch» von Angebot und Nachfrage betreffend Qualifikationen im Bereich von Informationstechnologie. In einer Studie haben wir uns mit der Ausbildungs- und Beschäftigungsentwicklung im Schweizer IT-Sektor beschäftigt. Wurde noch gegen Ende des 20. Jahrhunderts weltweit ein Mangel an IT-Fachkräften vorhergesagt, so sehen sich heute immer mehr Beschäftigte der Informatikbranche mit Stellenabbau oder Arbeitslosigkeit konfrontiert. Angesichts der Geschwindigkeit der Wissensentwicklung und der raschen Ausdifferenzierung des Berufsfeldes können Auszubildende kaum noch darauf hoffen, ihre heute erworbenen Qualifikationen morgen noch zu verwerten. Dieses Problem stellt sich auch in der Schweiz, wo das immense Wachstum des Technologiemarktes seit den 80er Jahren von enormen Investitionen im Bereich informatikbezogener Ausbildungsangebote im sekundären, wie tertiären Bildungsbereich begleitet war. Mehr Lehrstellen als Stellen Während sich die Beschäftigungs- und Ausbildungslage im Informatiksektor zu Beginn der 90er Jahre noch im Gleichklang entwickelte, kam es gegen Ende dieser Dekade zu einem Auseinanderdriften (Abb. 1). Zeitgleich zum dramatischen Anstieg der Arbeitslosen bildet sich ein Überschuss an Ausbildungsplätzen, insbesondere im Bereich der Berufslehren. Wie es scheint, wurden auch in der Schweiz Investitionen in die IT-Ausbildung erst als Reaktion auf eine bereits spürbare Qualifikationsnachfrage getätigt. Da es lange dauert, eine qualifizierte Ausbildung aufzubauen, droht unweigerlich die Gefahr eines Fachkräftemangels, wenn nicht vorausschauend und bereits vor einem Anstieg der Nachfrage gehandelt wird. Das Geschehen im IT-Sektor macht deutlich, dass für eine erfolgreiche Planung im Bildungswesen nicht nur die genaue Beobachtung der Entwicklung der Märkte und der Kundenwünsche, sondern auch umfassendes Wissen über die Lernfähigkeit und Lerngeschwindigkeit von Wirtschaft und Gesellschaft wichtig sind. Darüber hinaus müssen Kenntnisse über die Eigengesetzlichkeiten des Ausbildungsgeschehens vorhanden sein. Insbesondere bedarf es methodischer Verfahren, die das gesellschaftliche Qualifikationsgeschehen in einer sich rasch wandelnden Wissensgesellschaft umfassend abbilden und voraussehen können. Während die meisten IT- Betriebe mit grosser Sorgfalt die Entwicklung ihrer Grosskunden beob-


MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT achten und auf Veränderungen ihrer Wünsche schnell reagieren, fällt es ihnen vergleichsweise schwer, sich prospektiv mit den Entwicklungsmöglichkeiten des vorhandenen IT-Qualifikationspotentials auseinanderzusetzen und die notwendigen, praktischen Konsequenzen zu ziehen. Abb. 1: Entwicklungen des schweizerischen IKT-Marktes (1991–2002) Indexierte Entwicklung (Basiswert 1991: Index =100). >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch Finanzierung Die Studie wurde vom Schweizerischen Nationalfonds im Rahmen des Schwerpunktprogramms «Zukunft Schweiz» (Phase II, 2000-2003) finanziert. Publikationen Liebig, B., P. Morandi & M. Dupuis (2003): Problemfall Prognose. Ausbildungs- und Beschäftigungsentwicklungen in der Schweizer Informatik. In: Informatik Spekt. 26: 388-390 Dupuis, M., B. Liebig & P. Morandi (2003): Informatik in der Schweiz: Ausbildung, Beschäftigung, Markt (1981-2001). Eine Bestandesaufnahme unter besonderer Berücksichtigung geschlechtsspezifischer Segregation. Bundesamt für Berufsbildung und Technologie (BBT), Bern. www.bbt.admin.ch/ berufsbi/grund/feld/informatik/d/bericht_neu.pdf Liebig, B. (2003): Vom «Ernährer» zum «Entrepreneur». Human Relations in Zeiten der New Economy. In: Kuhlmann, E. & S. Betzelt (Hg.): Geschlechterverhältnisse im Dienstleistungssektor – Dynamiken, Differenzierungen und neue Horizonte, Baden-Baden, Nomos, 175-188 _85_


_86_ Brigitte Liebig Bereich Soziales Diversity, Management, Personalpolitik Die Internationalisierung der Wirtschaft, wachsende Mobilität und demographischer Wandel haben den europäischen Arbeitsmarkt in den letzten Jahren tiefgreifend verändert. Die sozialpolitische Agenda der Europäischen Union – im Jahr 2000 in Nizza verabschiedet – misst deshalb der Bekämpfung von Diskriminierung, der Gewährleistung von Chancengleichheit und der Bewältigung des sozialen Wandels in den Arbeitsbeziehungen zentrale Bedeutung bei. Diversity als Chance für Unternehmen So sehen sich auch Schweizer Firmen heute vor die Herausforderung gestellt, der Individualität ihrer Beschäftigten durch angemessene Personalstrategien sowie Konzepte der Unternehmensführung Rechnung zu tragen. Im Unterschied zur USA und zahlreichen europäischen Ländern ist jedoch der Diskussions- wie Wissensstand zum Thema Diversity und dessen Management in Schweizer Unternehmen gering. Wie eine schriftliche Befragung der Top 500 Unternehmen der Schweiz in Zusammenarbeit mit der Executive Search Firma Heidrick & Struggles zeigt, verfügten im Jahr 2004 erst rund 30 MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT DIVERSITY – UNBEKANNTE RESSOURCE IN SCHWEIZER UNTERNEHMEN Die Vielfalt sozialer und kultureller Voraussetzungen, die Beschäftigte heute in die Arbeitswelt einbringen, wird von Unternehmen in der Schweiz noch kaum als Ressource wahrgenommen und genutzt. Die soziale, wie betriebswirtschaftliche Bedeutung von Diversity sowie die Herausforderungen, die sich Betriebe bei der Verwirklichung einer diversity-orientierten Kultur stellen, untersucht eine aktuelle Studie an der FHSO. Prozent der Schweizer Grossfirmen über eine klar definierte Diversitypolitik (Abb. 1). Geschlechtszugehörigkeit, nationale Herkunft und Alter stellen in diesem Zusammenhang zentrale Themen dar. Dennoch wurden erst von einer kleinen Zahl aller befragten Unternehmen (11 Prozent) eigens Personalstellen zur Gestaltung und Förderung innerbetrieblicher Vielfalt geschaffen. Ambivalente Haltung zur Diversity Rückwärtsgewandte Einstellungen und Werte, mangelnde Flexibilität in der Arbeitszeitgestaltung und fehlende Infrastrukturen für die Kinderbetreuung betrachten die befragten Firmenvertreter selbst als massgebliche Ursache für die mangelnde Integration von Frauen und Minderheiten in Führungspositionen. Darüber hinaus trägt jedoch eine ambivalente Haltung zu sozialer und kultureller Heterogenität in den Unternehmen zu mangelnden Investitionen in den Bereich des Diversity Managements bei. Differenz und Verschiedenheit werden von Schweizer Firmen oftmals noch in erster Linie als Ursache von Konflikten und Kommunikationsschwierigkeiten wahrgenommen – d.h. als Kostenfaktor, nicht als Potential interpretiert. Dies, obwohl die positiven Effekte einer soziokulturell diversen Belegschaft für die Produktivität, Flexibilität, Problemlösungs- und Lernfähigkeit von Organisationen inzwischen nachgewiesen sind. Projektpartner Keine Antwort 2 Prozent Nein 68 Prozent Ja 30 Prozent Abb. 1: Antworten auf die Frage: «Verfügt ihr Unternehmen über klar definierte Diversity- Richtlinien?». Heidrick & Struggles, International Inc., Consultants in Executive Search, Zürich.


MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT Thomas Schwarb Fachbereich Wirtschaft Stephanie Greiwe Fachbereich Wirtschaft Fabian Probst Fachbereich Wirtschaft Lohn, Lohnvergleich, Lehrerinnen und Lehrer, LCH Der Dachverband der Schweizer Lehrerinnen und Lehrer (LCH) erhebt seit längerem über Korrespondenten seiner kantonalen Sektionen die Lehrerlöhne in der Schweiz. Die bisherige Lohnstatistik genügt den heutigen Anforderungen jedoch immer weniger. Bei den kantonalen Lohnsystemen gibt es zunehmend individuell unterschiedliche Lohnanteile, wie beispielsweise Leistungsboni, Markt- oder Ortszulagen. Dies führt dazu, dass die Lohntabellen und Besoldungsgesetze die real ausbezahlten Löhne der Lehrerinnen und Lehrer in der Schweiz nicht mehr immer korrekt abbilden. Auch die Anstellungsbedingungen der Lehrerinnen und Lehrer sind zunehmend verschieden. Unterschiede gibt es beispielsweise bei der Jahrespräsenzzeit, beim Berufsauftrag, bei Pflichtund Entlastungslektionen, bei der Weiterbildungsregelung, bei Kinderzulagen, Lohnfortzahlung oder etwa der Pensionskasse. Wegen dieser Flexibilisierungstendenzen ist es für den LCH von zunehmender Bedeutung, über ein Instrument zu verfügen, welches zuverlässig über die tatsächliche Situation bei Löhnen und Anstellungsbedingungen Auskunft gibt. Deshalb >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch LOHNVERGLEICHE: EIN INNOVA- TIVES KONZEPT FÜR DEN DACHVERBAND SCHWEIZER LEHRERINNEN UND LEHRER Das Institut für interdisziplinäre Wirtschafts- und Sozialforschung (IWS) der FHSO hat für den Dachverband der Schweizer Lehrerinnen und Lehrer ein Online- Erhebungs- und Auswertungstool entwickelt, das innovative und vor allem flexible Lohnvergleiche ermöglicht. wurde das IWS beauftragt, ein Lohnvergleichstool zu entwickeln und die Löhne der LCH-Mitglieder zu erheben. Ein völlig flexibles Auswertungssystem Dazu wurde ein Online-Erhebungsinstrument geschaffen, mit dem die Anstellungsbedingungen sowie die Lohn- und Sozialversicherungssituation erfasst werden. Darüber hinaus wurde auf Basis von MS-Access ein Tool erstellt, mit dem man nach praktisch völlig frei wählbaren Kriterien, wie beispielsweise Schulstufe, Geschlecht, Kanton oder Lohnart mit ebenso freien Selektionskriterien individuelle Lohnvergleiche vornehmen kann. Das Besondere dieses Konzepts ist einerseits die internetbasierte Erhebung der Löhne und Anstellungsbedingungen und andererseits das völlig flexible Auswertungssystem. Die Testphase war erfolgreich Ende 2003 und Anfang 2004 wurden im Rahmen eines Tests das Datenerhebungs- und -auswertungstool in den beiden LCH-Kantonalsektionen Graubünden und Freiburg evaluiert. Am Test beteiligten sich insgesamt 345 Lehrpersonen, die anschliessend gratis eine CD-Rom mit dem Auswertungs- tool bestellen konnten. Im Jahr 2005 wird die Befragung auf insgesamt sechs LCH-Kantonalsektionen ausgeweitet. Langfristig möchte der LCH seine Lohnerhebung in den Deutschschweizer Kantonen von der traditionellen Erfassung auf die Online-Befragung von Lehrerinnen und Lehrern umstellen. Abb. 1: Beispiel einer Lohnabfrage. _87_


_88_ Thomas Schwarb Bereich Wirtschaft Anja Mücke Bereich Wirtschaft Best Practice, HRM, Evaluation, Swiss HR- Award MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT WIE FINDET MAN DIE FIRMA MIT DEM BESTEN HUMAN RESOURCE MANAGEMENT? Der Aufgabenbereich des HR-Managements hat sich in den letzten Jahren erheblich verändert. Von den Fachleuten im Personalbereich wird heute viel gefordert. Ein zeitgemässes und professionelles Human Resource Management (HRM) zu betreiben, ist eine grosse Herausforderung. Daher sind Unternehmen an Best Practice in HRM interessiert. Doch wie lässt sich ein Benchmark in diesem Bereich definieren? In einem Forschungsprojekt haben wir Ansätze für eine Bewertung entwickelt, die für die Verleihung des Swiss HR-Awards verwendet wird. HR TODAY, die Schweizer HRM-Zeitschrift, und die Veranstalter der HRM-Messe PersonalSwiss zeichnen besondere Leistungen im Bereich Human Resource Management durch den jährlich verliehenen Swiss HR-Award aus. Die FHSO wurde beauftragt, ein Evaluationskonzept für die Beurteilung des HRM in Schweizer Betrieben zu entwickeln und zu realisieren. Damit soll das Unternehmen mit dem vorbildlichsten HRM mit dem Swiss HR-Award ausgezeichnet werden können. Was heisst schon Best Practice in HRM? Das entwickelte Evaluationskonzept basiert auf den Ergebnissen einer Metaanalyse, die den Zusammenhang von Personalmanagement-massnahmen und dem Unternehmenserfolg untersucht hat [1], und berücksichtigt verschiedene Dimensionen des HRM: die strategische Orientierung, die HRM-Verwaltung, Planung und Organisation, das Performance und Competence Management. Diese Bewertung stützt sich darauf, dass beispielsweise das HRM umso besser ist, je mehr Aspekte berücksichtigt und je mehr erfolgswirksame Instrumente eingesetzt werden. Ebenso positiv wirkt sich die Vielfalt bei den Mitarbeitenden aus. Sie fördert Problemlösungskompetenz und somit den Unternehmenserfolg. Auch die fundierte Berücksichtigung der gesellschaftlichen Entwicklungen, wie zum Beispiel das Gebot der Nichtdiskriminierung, dienen dem Unternehmenserfolg. Mehr und breitere Information ist ebenfalls ein Erfolgsfaktor. Strategien können nur erfolgswirksam umgesetzt werden, wenn sie breit im Unternehmen verankert sind. Die Qualität der Arbeits- und Personalprozesse nimmt zu, je besser alle internen Interessengruppen beteiligt sind. Im Rahmen dieses Evaluationskonzepts wird nur die Qualität des HRM bewertet, nicht jedoch der direkte Erfolg und andere Auswirkungen. Befragung von HR-Managern gibt Einsichten Das entwickelte Evaluationskonzept wurde bereits zur Ermittlung des Siegers des Swiss HR-Awards 2004 angewandt. In einer Online-Befragung wurden Informationen von 65 Unternehmen erhoben, die einer Vorselektion für die Auszeichnung dienten. Dabei ging es beispielsweise um die von den Unternehmen eingesetzten Konzepte und Instrumente sowie ergriffenen Massnahmen. Dabei


MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT schnitten KMU und Grossunternehmen gleich gut ab. Anhand der Ergebnisse der Online-Befragung wurde eine Spitzengruppe der neun besten Unternehmen ermittelt. Alle Unternehmen wurden über ihr Abschneiden informiert (Abb. 1). Die schriftlichen Feedbacks helfen bei der Positionierung und beim Erkennen von Defiziten. Vertiefende Interviews für die Endausscheidung In einem zweiten Bewertungsschritt haben die Audit-Teams die neun ausgewählten Unternehmen besucht und vertiefende Interviews geführt, was durch eine Dokumentenanalyse ergänzt wurde. Damit konnten wir die Umsetzung und betriebliche Integration des HRM beurteilen. Ausserdem wurde die Zertifizierung der HRM-Prozesse in die Bewertung einbezogen. Dies mit der Idee, dass Unternehmen, die sich von aussen begutachten lassen, über transparente und geprüfte Prozesse verfügen. So konnten die besten drei Unternehmen ermittelt und einer renommierten Jury zur definitiven Rangierung vorgeschlagen werden. Die Evaluationen wurden sehr positiv aufgenommen und haben bei vielen Unternehmen den Wunsch geweckt, sich wiederholt oder vertieft evaluieren zu lassen. Das entwickelte Evaluationskonzept hat sich somit in seinem ersten Einsatz bewährt und wird erneut für die Ermittlung des Swiss HR-Awards 2005 verwendet. >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch Competence Management Performance Management Strategische Orientierung Referenz HRM-Organisation = Ist = Best in Class 100 = theoretisches Maximum Abb: 1: Graphische Rückmeldung an die teilnehmenden Unternehmen. [1] Gmür, M. (2004): Leistet das Human HRM- Verwaltung & Planung Resource Management einen Beitrag zum betriebswirtschaftlichen Erfolg von Unternehmen? Eine Meta-Analyse nach 20 Jahren Personalerfolgsfaktorenforschung. Unterlagen der 31. Jahrestagung der Kommission Personalwesen des Verbands der Hochschullehrer für Betriebswirtschaft e.V. (24.–25. September 2004), Konstanz. _89_


_90_ Erika Götz Bereich Soziales Lebenslanges Lernen, Freiwilligenarbeit, Ausserberuflich erworbene Kompetenzen, Sozialzeitausweis MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT WAS MAN KANN, STEHT IM SOZIALZEITAUSWEIS Viele Menschen engagieren sich neben ihrer beruflichen Tätigkeit im politischen, sozialen oder familiären Umfeld. Durch dieses freiwillige Engagement können Kompetenzen gewonnen werden, die nutzbringend in eine berufliche Tätigkeit einfliessen oder bei Bewerbungen wertvolle Zusatzinformationen liefern können. Mit dem Sozialzeitausweis wurde ein Instrument entwickelt, das die einheitliche Dokumentation der geleisteten Freiwilligenarbeit ermöglicht. Trotz zweijährigem Bestehens ist der Sozialzeitausweis in der Arbeitswelt jedoch kaum bekannt. Wir haben seine Bedeutung untersucht und machen Vorschläge, wie er besser positioniert werden kann. Im Anschluss an das UNO-Jahr der Freiwilligen ist im Januar 2002 der Schweizer Sozialzeitausweis lanciert worden. Er bezweckt die individuelle Dokumentation geleisteter Freiwilligenarbeit und entstand aus der Zusammenarbeit zahlreicher Freiwilligenorganisationen aus allen Landesteilen. Mit ihm sollte anstelle der bisherigen regionalen oder institutionseigenen Nachweise und Einsatzbestätigungen ein einheitliches Instrument geschaffen werden, mit dem der Wert der Freiwilligenarbeit sichtbar und für die Freiwilligen nutzbar gemacht werden kann. Nachweis für lebenslanges Lernen Als Instrument zur Dokumentation geleisteter Freiwilligenarbeit und dadurch erworbener Kompetenzen kann der Sozialzeitausweis in der modernen Wissensgesellschaft eine wichtige Funktion übernehmen: Menschen sind zunehmend gefordert, durch lebenslanges Lernen mit den laufenden gesellschaftlichen und arbeitsweltbezogenen Veränderungen Schritt halten zu können. Dabei gewinnen ausserberuflich und informell erworbene Kompetenzen gegenüber formellen Qualifikationen in der Arbeitswelt immer mehr an Bedeutung. In den ersten zwei Jahren seines Bestehens sind etwa 150000 Sozialzeitausweise ausgestellt worden. Trotzdem ist er in der Arbeitswelt kaum bekannt. In einer Studie haben wir den aktuelle Stellenwert und das Potenzial des Sozialzeitausweises ermittelt. Aus den Ergebnissen konnten Empfehlungen für eine bessere Positionierung in der Arbeitswelt abgeleitet werden. Befragt wurden achtundzwanzig Personalverantwortliche aus Profitund Non-Profit-Organisationen, Service Public und der öffentlichen Verwaltung.


MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT Freiwilligenarbeit ist in vielen Unternehmen ein Thema In den meisten der befragten Firmen wird das Engagement von Arbeitnehmenden für die Ausübung öffentlicher Ämter oder gemeinnütziger Einsätze durch zeitliche Freistellung unterstützt, wie es in Gesamtarbeitsverträgen und Personalreglementen in der Regel vorgesehen ist. Die Verantwortlichen in den Personalabteilungen assoziieren Freiwilligenarbeit primär mit dem Erwerb von Sozialkompetenzen. Dass aber unter Umständen auch fachliche und methodische Fähigkeiten oder Führungskompetenzen erworben werden können, ist vor allem denjenigen Personalverantwortlichen bewusst, die über differenzierte Vorstellungen der Kompetenzentwicklung verfügen und entsprechende Instrumente kennen und einsetzen. Die ausserberuflich erworbenen Kompetenzen spielen in >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch vielen Prozessen der Personalführung der befragten Firmen eine Rolle, werden allerdings kaum systematisch erfasst und bewertet. Nutzen gross – Bekanntheit gering Bei der Befragung hat sich gezeigt, dass der Sozialzeitausweis den meisten Personalverantwortlichen unbekannt ist. Diejenigen, die ihn kennen, zeigen ein deutliches Interesse an einem einheitlichen Dokument zum Nachweis von Freiwilligenarbeit und versprechen sich davon einen Nutzen für ihr Unternehmen, im Sinne einer Verbesserung der Qualität der Personalgewinnungsoder -entwicklungsprozesse. Vorschläge zur Erhöhung der Bekanntheit des Sozialzeit-Ausweises Die strategische Positionierung des Sozialzeitausweises erfordert ein Gesamtkonzept, das eine systematische Sensibilisierung, Information und je nach Bedarf Schulung der verschiedenen Zielgruppen beinhaltet. Entscheidend ist, dass Personalfachleute und Arbeitgeber aktiv über den Sozialzeitausweis informiert werden. Des Weiteren muss den Arbeitnehmenden der Nutzen des Ausweises besser kommuniziert werden, damit sie ihn konsequent einsetzen, wenn sie Freiwilligenarbeit leisten. _91_


_92_ Stefan M. Adam Bereich Soziales Erika Götz Bereich Soziales Handbuch, Schulführung, pädagogische Dienstleistung Gute Führung, wie die von modernen Volksschulen, braucht gute Grundlagen. Die FHSO hilft, sie zu erarbeiten. Zentral ist dabei ein Online-Handbuch, das in enger Zusammenarbeit mit dem Auftraggeber entsteht. Zunächst wird die Zielsetzung festgelegt und die Struktur des Handbuchs entwickelt. Sie ist flexibel genug, um sie rasch an unterschiedliche kantonale Gegebenheiten anpassen zu können. Wir legen Wert darauf, dass das Handbuch benutzerfreundlich ist. Es soll so umfassend wie nötig, so schlank wie möglich und sprachlich gut verständlich sein. MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT MODERNE SCHULFÜHRUNG DANK ONLINE-HANDBUCH Das Führungs- und Organisationsverständnis der Volksschulen ändert sich. Sie wandeln sich von der verwalteten Schule zur professionellen pädagogischen Organisation. Die heutigen Modelle zur Führung von Schulen werden den Anforderungen an eine öffentliche pädagogische Unternehmung nicht mehr gerecht. An der FHSO unterstützen wir Schulleitungen, Gemeinden und Kantone bei der Erarbeitung neuer Schulführungsmodelle. Eine wichtige Rolle spielen dabei Online-Handbücher, die wir in Zusammenarbeit mit den Auftraggebern entwickeln. Parallel zur Strukturentwicklung machen wir Vorschlage für die Kommunikation bei der Einführung des Handbuchs. Damit soll eine erfolgreiche Implementierung durch eine gute Information der Beteiligten erleichtert werden. Workshops sind für den Erfolg wichtig In einem frühen Entwicklungsschritt wird ein Detailkonzept für ein pädagogisches Dienstleistungsmodell der Schule erarbeitet. Dabei müssen die kantonalen Rahmenbedingungen berücksichtigt werden. In weiteren Schritten werden Themen, Inhalte, Vertiefungsgrade und Seiten- *)WS = Workshop, Fachhochschulen zusammen mit der Steuerungsgruppe anzahl in Workshops mit Steuerungsgruppen aus dem schulpolitischen Umfeld erarbeitet. Auf diese Weise bleibt die Verständlichkeit und Aktualität des Handbuchs gesichert. Je nach gewünschtem Umfang finden zwei bis drei Workshops statt (Abb. 1). Damit ist die Schule auf die Einführung eines modernen Schulführungsmodells optimal vorbereitet. Die meisten Fragen beantwortet das Online-Handbuch und erleichtert so die Führungsarbeit wesentlich. Die Schule kann so besser den veränderten Bedürfnissen gerecht werden, die heute an sie gestellt werden. Abb. 1: Workflow der Entwicklung des Online-Handbuchs für die moderne Schulführung.


MENSCH, GESELLSCHAFT, FORSCHUNGSBERICHT ORGANISATION EDITORIAL FHSO & ARBEITSGESELLSCHAFT 2004 Stefan M. Adam Bereich Soziales Erika Schreier Bereich Wirtschaft Freiwilligenarbeit, Vermittlung, Koordination, Betriebskonzept >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch FREIWILLIGENARBEIT MUSS BESSER KOORDINIERT WERDEN In der Schweiz wird viel Freiwilligenarbeit geleistet. Um auch in Zukunft die Arbeit gut erledigen zu können, ist es wichtig, den Einsatz von Freiwilligen für die unterschiedlichsten Aufgaben besser zu koordinieren. Die FHSO hilft ein Betriebskonzept für Vermittlungsstellen von Freiwilligen zu entwickeln. Etwa CHF 20 Milliarden ist der Wert der jährlich in der Schweiz geleisteten Freiwilligenarbeit. Die Tendenz ist allerdings rückläufig, da ein ehrenamtliches Engagement nicht mehr selbstverständlich ist. Um die Effizienz zu steigern, müssen im Bereich Freiwilligenarbeit Vermittlungs- und Koordinationsstrukturen gefunden werden. Nur so können Angebot und Nachfrage besser aufeinander abgestimmt werden. Die FHSO unterstützt Trägerorganisationen, die eine Vermittlungsstelle für die Freiwilligenarbeit aufbauen wollen, bei der Entwicklung eines Umsetzungsund Betriebskonzepts. Zusammenarbeit mit dem Auftraggeber ist wichtig Zu Beginn der Konzeptentwicklungen wird ein Advisory Board gebildet, das ein zentraler Bestandteil der Realisierung ist. In ihm sind Auftraggeber und die künftige Trägerorganisation vertreten. In Zusammenarbeit mit dem Advisory Board ermitteln wir den Bedarf von Institutionen nach Freiwilligenarbeit. Auf dieser Grundlage werden Szenarien für den Betrieb erarbeitet, die auch Möglichkeiten für die Finanzierung aufzeigen. Für jedes Szenario analysieren wir die Vor- und Nachteile, um den Auftraggebern eine gute Entscheidungsgrundlage zu liefern. In mehreren Workshops mit einer grossen Zahl von Beteiligten wird die Entscheidung vorbereitet. Steht eine Variante fest, erarbeiten wir ein Konzept, das sich mit der Organisation, den Dienstleistungen, dem Markt, der Konkurrenz, der Risikoeinschätzung und der Finanzplanung beschäftigt. So sind die Chancen für den erfolgreichen Aufbau einer Vermittlungsstelle für Freiwilligenarbeit wesentlich besser, die den heutigen Rahmenbedingungen gerecht wird. _93_


_94_ Annette Jochem Bereich Wirtschaft Gehaltsstruktur, Lohnvergleich MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION & ARBEITSGESELLSCHAFT WER VERDIENT WIE VIEL IN DER SCHWEIZ? Erstmals seit ihrer Einführung im Jahr 2000 wurde die Online-Salärumfrage von jobpilot.ch durch die FHSO umfassend ausgewertet. Wir haben in dieser schweizweit einzigartigen Erhebung zum Thema Salär die Gewinner und Verlierer ermittelt. Zwischen den Bruttosalären von Top-Verdienern und den Schlusslichtern liegen etwa CHF 30.000. Frauen verdienen – egal auf welcher Stufe sie arbeiten – durchschnittlich zwanzig Prozent weniger als Männer. In der Schweiz gibt es bei der Bezahlung der Arbeitsleistung von Männern und Frauen nach wie vor grosse Unterschiede. Das ist ein Ergebnis der Befragung von mehr als 175000 Teilnehmerinnen und Teilnehmern der Salärumfrage von jobpilot.ch, die wir an der FHSO ausgewertet haben. Die Saläre der Frauen liegen durchschnittlich fast zwanzig Prozent unter denen ihrer männlichen Kollegen. Dabei muss allerdings berücksichtigt werden, dass auf den besser dotierten, oberen Positionen deutlich mehr Männer zu finden sind. Der Unterschied bleibt jedoch auch dann bestehen, wenn man die Saläre von Männern und Frauen in gleicher Stellung vergleicht (Abb. 1). Frauen verdienen beispielsweise auf der Ebene der Bereichsleitenden durchschnittlich 18 Prozent weniger als Männer. In der Medizinbranche verdient es sich am schlechtesten Die Consultingberufe erreichen die höchsten durchschnittlichen Bruttojahreseinkommen in der Schweiz: rund CHF 100000. Darauf folgen die IT- und Telekommunikationsberufe mit durchschnittlich etwa CHF 91000, die naturwissenschaftlichen Berufe mit CHF 86700 und die Marketing- und PR-Berufe mit CHF 85200. Bei dieser Betrachtung sind die Spitzeneinkommen der Unternehmensführer nicht berücksichtigt worden, da sie die Ergebnisse verzerrt hätten. Am Ende der Schweizer Salärrangliste befinden sich medizinische Berufe mit einem Durchschnittsbruttoeinkommen von CHF 70000, hinter Tätigkeiten in Design und Gestaltung mit CHF 71000 und CHF 73500 in den Organisations- und Verwaltungsberufen.


MENSCH, GESELLSCHAFT, ORGANISATION EDITORIAL & ARBEITSGESELLSCHAFT Abb. 1: Durchschnittliche Maximal- und Minimalsaläre von Männern und Frauen in verschiedenen Positionen. >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch Stichwort Medianwert Wir haben die Durchschnittssaläre als Medianwerte berechnet. Der Medianwert ist ein Durchschnittsmass, das im Vergleich zum arithmetischen Mittel unempfindlicher gegenüber Ausreissern ist, wie sie beispielsweise CEO- Gehälter darstellen. Der Medianwert ist für die Mittelwertsberechnung nicht normalverteilter Daten ideal geeignet. Derjenige Wert, der bei allen der Grösse nach geordneten Daten in der Mitte steht, ist der Medianwert. Finanzierung jobpilot Switzerland AG Publikation Jochem A. (2004): Frauen verdienen deutlich weniger als Männer. Der Bund, 4. November 2004, p. 41 _95_


>mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch UNTERNEHMERTUM & LOGISTIK UNTERNEHMERTUM & LOGISTIK _97_


_98_ Peter Bosshart Bereich Technik Knut Hinkelmann Bereich Wirtschaft Roman Fluri Bereich Technik Simulation, Wertschöpfungskette, Supply- Chain-Management, SCOR-Modell In Wertschöpfungsketten stecken enorme Einsparpotenziale, aber auch grosse Risiken, denn die Planung und Optimierung von Wertschöpfungsketten ist komplex und schwierig. Die Planer von Supply Chains sind mit einer grossen Zahl von Parametern und möglichen Strategien konfrontiert. Ihre Aufgabe ist es herauszufinden, welche der unzähligen Konfigurationsmöglichkeiten die optimale ist für ein Unternehmen und welche bei den geringsten Kosten die beste Leistung bietet. Mit Hilfe der Simulation lassen sich Wertschöpfungsketten virtuell darstellen. So ist es möglich, verschiedene Strategien und Parameterwerte miteinander zu vergleichen und das Optimum zu finden. Die evaluierte Strategie kann anschliessend verwirklicht werden. Für unsere Untersuchung haben wir ein praxisnahes Szenario gewählt: Ein mittelgrosser Werkzeugmaschinenhersteller will seine Bestandskosten senken, die hohe Serviceleistung gegenüber den Kunden aber beibehalten. In der Simulation bestimmen wir die optimalen Bestellschwellwerte der diversen Lager bei gegebenen Produktions-, Wiederbeschaffungs- und Transport- AUTOMATION UNTERNEHMERTUM & MICROSOLUTIONS & LOGISTIK DAS POTENZIAL DER WERTSCHÖPFUNGSKETTE LÄSST SICH BESSER NUTZEN Im FHSO Forschungsprojekt Simulation SCOR-Modell wurde ein Weg gesucht, wie das Potenzial der Wertschöpfungskette besser genutzt werden kann. Auf Basis des Referenzmodells SCOR haben wir die Prozesse der Wertschöpfungskette abgebildet und beschrieben. Wir haben uns dabei insbesondere mit der Frage beschäftigt, ob mit Hilfe der Simulation auch die optimalen Kennzahlen gefunden werden können. zeiten und Servicelevels. Daneben prüfen wir eine Direktbelieferung der Verkaufsstellen ab dem Hauptlager als Alternative zu den bestehenden Regionallagern. Simulations-Tools machen die Analyse einfach Bei der Auswahl der Simulations-Software haben wir nur solche berücksichtigt, die auf dem SCOR-Referenzmodell basieren. Dieser Standard für die Beschreibung von Supply Chains verkürzt den Aufwand für die Erstellung eines Modells erheblich und schliesst Missverständnisse und Unklarheiten bei der Prozessbeschreibung nahezu aus. Software-Tools, die dieses Kriterium erfüllen, sind ADOlog der Firma BOC und e-SCOR von Gensym. Adolog, der SCOR-Baukasten des Geschäftprozesssimulators ADONIS, eignet sich hervorragend zur Beschreibung und Dokumentation einer Wertschöpfungskette. Die Simulation beschränkt sich auf die Beurteilung von Kosten und Auslastungen der einzelnen Blöcke. Mit e-SCOR lassen sich zusätzlich durchgängige, blockübergreifende Material- und Informationsflüsse simulieren und wichtige Kenngrössen ermit- teln, wie etwa die Durchlaufzeiten. Diese Funktionalität ist zur Abbildung von Lager und Puffer und des Zusammenspiels der Kettenglieder unverzichtbar. Modellieren der Wertschöpfungskette mit e-SCOR Die Modellierung der Wertschöpfungskette ist mit den vordefinierten SCOR- Bausteinen sehr einfach, die mit «Drag and Drop» ins Modell eingesetzt werden. Durch Verbinden aufeinander folgender Bausteine werden der Informations-, wie auch der Materialfluss definiert. Aus den Grundmodulen erzeugt e-SCOR automatisch die nächste nach SCOR definierte Ebene, Level 2. Als Standard wird die kundenanonyme Produktion auf Lager, Make-to-Stock, vorgegeben. Durch Ergänzen von Level-2-Bausteinen wird das Modell der realen Produktionsumgebung, entweder Make-to-Order oder Make-to-Engineer, angepasst. Diesen Level-2-Komponenten werden Attribute wie Bearbeitungs- und Transportzeiten, Kosten, Kapazitäten, Planungsintervalle oder Schwellenwerte für die Auftragsauslösung zugeteilt. Wie schon auf Level 2 generiert e- SCOR automatisch den zum Block passenden SCOR-Prozess für Level 3.


Diese Ebene ist an den übergeordneten Level-2-Prozess gebunden und kann nicht verändert werden. Eine Ebene tiefer wird, auf dem nicht mehr durch das SCOR-Modell definierten Level 4, ein Standardprozess erzeugt. Diese sehr detaillierten Abläufe auf Geschäftsprozessebene können auf weiteren Levels verfeinert und so der zu simulierenden Situation angepasst werden. Simulation und Auswertung helfen den Planern Grunddaten, wie beispielsweise Bearbeitungszeiten in der Montage, dienen der möglichst realen Abbildung des Modells. Ausgesuchte Grunddaten, wie etwa Bestellschwellwerte in Lagern, werden für Variantenvergleiche variabel gehalten. Wie bei jeder Simulation gilt: je genauer die Daten, desto genauer die Resultate. Daten, die in der Realität schwankend sind, können mit Hilfe einer Zufallsverteilung simuliert werden. Abverkaufszahlen vergangener Jahre können in die Simulation übertragen werden. Mit etwas Excel-Kenntnissen lassen sich so recht einfach Masken generieren, über die Szenarien simuliert und ausgewertet werden können. So haben wir beispielsweise Verkaufszahlen über Excel in die Simulation eingelesen und eine Maske erstellt, um die Bestellschwellwerte der Lager zu optimieren und die Kapitalkosten zu minimieren. Die Benutzerinnen und Benutzer können die Bestellschwellwerte der vier Lager eingeben, die dann in der Simulation verwendet werden. In einer graphischen Darstellung können sie die simulierten Lagerbestände sehen und die dazugehörenden Kennzahlen ablesen (Abb. 1). >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch AUTOMATION UNTERNEHMERTUM & MICROSOLUTIONS & LOGISTIK Optimierung hilft Geld sparen In vielen Wertschöpfungsketten liegt ein grosses Optimierungspotenzial. Bei ihrer Überarbeitung werden Planerinnen und Planer heute mit einer Unzahl von Parametern und Abhängigkeiten konfrontiert, die weder übersichtlich noch handhabbar sind. Dank des Referenzmodells SCOR lassen sich Supply Chains in einer standardisierten Sprache beschreiben. Es ist deshalb sinnvoll, diesen weltweit geltenden Standard als Basis für die Modellierung und Simulation von Supply Chains zu verwenden. Von den verglichenen Simulatoren empfiehlt sich ADOlog für die Modulierung, Beschreibung und Dokumentation sowie für die Simulation einzelner Geschäftsprozesse. e-SCOR dagegen eignet sich dank blockübergreifender Simulation zur Optimierung einfacher logistischer Ketten und zur Definition optimaler Strategien und Parameter. Für komplexere Steuerungsstrategien, wie beispielsweise mit einer zentralen Planungsstelle, fehlt e-SCOR ein übergeordneter Planungsblock, der die Koordination über mehrere Kettenglieder erlaubt. Gerade diese übergeordnete Planung ist bei grösseren Wertschöpfungsnetzen oft anzutreffen, wie etwa in der Autoindustrie. Zukünftige Entwicklungs- und Forschungsvorhaben sollten deshalb Simulationstools so weiter entwickeln, dass auch komplexe Steuerungsstrategien und Planungen von mehrstufigen Supply Chains simuliert werden können. Abb. 1: Eingabemaske der Supply Chain Simulation für verschiedene Szenarien. _99_


_100_ Stefan Kobler Bereich Technik Logistik, Hygiene, Lebensmittelverarbeitung Die Anforderungen an die Hygiene beim Umgang mit Lebensmitteln in Betrieben sind gesetzlich geregelt. So schreibt beispielsweise das Bundesgesetz über Lebensmittel und Gebrauchsgegenstände vor: «Wer Lebensmittel herstellt, behandelt, lagert, transportiert oder abgibt, muss dafür sorgen, dass diese: sauber und geordnet gelagert werden; so gelagert, transportiert oder abgegeben werden, dass sie nicht von gesundheitsgefährdenden Stoffen oder sonst wie nachteilig beeinflusst werden können.» Wie das allerdings geschehen muss, ist nicht vorgeschrieben. In einer Untersuchung an der FHSO haben wir uns mit der Umsetzung der Hygienevorschriften in unterschiedlichen Betrieben in der Lebensmittelbranche und bei ihren Zulieferern beschäftigt. Ein weiteres Thema war die Ausbildung in «Hygienic Design» in der Schweiz. Die Unterschiede sind gross Die Hygienevorschriften werden in einer Grossmetzgerei anders gehandhabt, als in einer Käserei oder in einer Bäckerei. Charcuterie-Produkte werden zum Teil in Reinräumen verarbeitet und verpackt. Grosse Unterschiede in der Umsetzung der Hygienevorschriften gibt es bei Unternehmen, in denen Lebensmittel entweder verpackt oder offen über FORSCHUNGSBERICHT UNTERNEHMERTUM & FHSO LOGISTIK 2004 «HYGIENIC DESIGN» KANN MAN NUR IN DER PRAXIS LERNEN Die Anforderungen an die Hygiene in Betrieben der Lebensmittelbranche sind gesetzlich geregelt, die Wahl konkreter Massnahmen ist allerdings dem einzelnen Unternehmen überlassen. In einer Untersuchung haben wir uns an der FHSO mit den Hygienestandards in der Praxis der Lebensmittelbranche und ihrer Zulieferer auseinandergesetzt. Vor allem spezialisierte Maschinenbauunternehmen, die Anlagen für die Lebensmittelbranche herstellen, besitzen Know-how in «Hygienic Design», das man in einer Weiterbildung in der Schweiz nicht erwerben kann. Förderanlagen transportiert werden oder die über Nass- und Trockenbereiche verfügen. Holz ist in der Lebensmittelbranche problematisch In Nassräumen sind nur rostfreie Materialien zugelassen; Aluminium muss, wenn es zugelassen ist, eloxiert sein. Holz und ähnliche Produkte dürfen nicht verwendet werden und schon Europaletten aus Holz können zu Problemen führen. Schlecht zugängliche Hohlräume, in denen sich Keime sammeln können, sind zum Teil verboten. Wir haben herausgefunden, dass Betriebe bei käuflichen Maschinenelementen, wie Elektromotoren, pneumatischen Zylindern oder Rollenketten, oftmals Kompromisse zwischen wirtschaftlicher Vernunft und hygienischer Anforderung machen. Zu wenig Wissen über die Hygiene In der Ausbildung für Berufe in der Lebensmittelbranche wird das Thema Hygiene und Logistik höchstens am Rande behandelt. Der Ausbildung in innerbetrieblicher Hygiene wird zwar ein hoher Stellenwert beigemessen, aber es wird kaum auf «Hygienic Design» eingegangen. Das ist bedauer- lich, weil beispielsweise ein Lebensmittelingenieur oder eine Lebensmittelingenieurin mit ihm im Berufsleben oft konfrontiert ist, zum Beispiel bei der Beschaffung, dem Unterhalt oder der Reinigung von Logistikanlagen. Für Maschineningenieure und -ingenieurinne, die an der Entwicklung von Anlagen für die Lebensmittelbranche arbeiten, gibt es in der Schweiz kein Vertiefungs- oder Weiterbildungsangebot in «Hygienic Design». Doch das entsprechende Know-how ist in den spezialisierten Firmen des Maschinenbaus durchaus vorhanden. Wer sich in «Hygienic Design» weiterbilden will, muss das also in der Praxis tun und kann sich nur in Ausnahmefällen auf Lehrbücher und Schulen verlassen. Es bleibt der Weg ins Ausland, beispielsweise an das Institut für Ernährung, Landnutzung und Umwelt der Technischen Universität in München, an dem es entsprechende Weiterbildungsangebote gibt. Auftraggeber Siemens Schweiz AG


Martin Klöti Bereich Technik >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch FORSCHUNGSBERICHT UNTERNEHMERTUM & FHSO LOGISTIK 2004 STOFFNETZ – DER GÜTERVERKEHR DER ZUKUNFT ROLLT UNTER DER ERDE Das Verkehrssystem für den Gütertransport der Zukunft liegt vielleicht unter der Erde: In einem Stollensystem rollen die Waren und suchen sich durch eine intelligente Steuerung selbst den schnellsten Weg zu ihrem Bestimmungsort. In einem Projekt untersucht die FHSO zusammen mit Partnern, ob und wie sich diese Idee umsetzen lässt. Die Bewältigung des Güterverkehrs wird eine der grossen Fragen der Zukunft sein. In unserem Forschungsprojekt, dessen Ergebnisse im Herbst 2006 vorliegen werden, beschäftigen wir uns mit StoffNetz, dem neuartigen System des Kombiverkehrs für den Gütertransport. Der Güterverkehr wird in einem unterirdischen Stollensystem abgewickelt, in dem die Waren den Weg zu ihrem Bestimmungsort durch eine intelligente Steuerung selbst finden. Die Nord-Süd-Achse unter Tage Wir beschäftigen uns mit der Leistungsfähigkeit von StoffNetz in der City- Logistik am Beispiel eines Schweizer Stadtquartiers, bei der Erschliessung eines neuen Werkgeländes der Basler Chemieindustrie und für den Güterverkehr auf der Nord-Süd-Achse von Süddeutschland nach Norditalien. In drei Teilprojekten entwickeln wir das Konzept für das Streckennetz, die Fahrzeuge und die nötigen Ressourcen und beschäftigen uns mit dem Betrieb und der Auswirkung von Störungen auf ihn. Wir untersuchen Fragen der Finanzierung, Wirtschaftlichkeit und der technischen und politischen Realisierbarkeit von StoffNetz. In unserem Abschlussbericht werden wir Vorschläge zur Umsetzung des Verkehrssystems liefern, wobei die Massnahmen mit dem besten Kosten-Nutzen-Verhältnis Priorität haben. Projektpartner ETH Zürich, Institut für Verkehrstechnik Jenni + Gottardi AG, Zürich Tribecraft AG, Zürich _101_


_102_ Andrea Stettin Bereich Technik Simulation, Produktionsplanung, Organisation / Gestaltung von Fertigungseinheiten UNTERNEHMERTUM & LOGISTIK SIMULATIONEN IN DER PRODUKTIONSPLANUNG SPAREN GELD Die Planung von Produktionsanlagen ist anspruchsvoll, weil eine ganze Reihe dynamisch auftretender Einflussfaktoren berücksichtigt werden muss. Statische Dimensionierungen kommen da schnell an ihre Grenzen. Für einen Kunden haben wir an der FHSO Simulationen eingesetzt, um seine Fertigungsanlage für Elektroteile bedarfsgerecht zu planen. So spart das Unternehmen Geld, das sonst möglicherweise in eine teure Nachrüstung geflossen oder für den Bau einer zu grossen Anlage verwendet worden wäre. In Fertigungsbetrieben werden regelmässig ganze Anlagen oder Teile der Produktion von Zeit zu Zeit neu geplant. Ein Produktwechsel, die Einführung neuer oder die Eliminierung alter Produkte oder ganzer Sortimente sind beispielsweise die Auslöser. Dabei ist die grundsätzliche Systematik der Planung seit langem erprobt: in rekursiver Folge werden Prozesse definiert, Strukturen festgelegt, Informations- und Materialflüsse sowie Steuerungsmethoden entworfen, die notwendige Infrastruktur geplant und der realen Umgebung angepasst. Flexibilität ist wichtig Mit statischen Planungsmethoden wird das Grundkonzept erstellt. Doch viele Fragen können so nicht gelöst werden. Unklar bleibt beispielsweise, ob knapp dimensionierte Ressourcen unter dem Einfluss schwankender Kapazitätsauslastungen ausreichen, wie gross die Schwankungsbreite der Auftragslage sein darf und wie sich die Spitzenbedarfe auswirken. Das Verhalten des Systems unter dem Einfluss von Störgrössen, insbesondere wie lange es nach einer Störung braucht, um den normalen Zustand wieder zu erreichen, ist für die Planung wichtig. In vielen Fällen ist unbekannt, welche Durchlaufzeiten und Bestandsgrössen erreicht werden und wie sich unterschiedliche Steuerungsmodelle auf den Prozess auswirken. Die Simulation liefert das Ergebnis Erst mit dem Hilfsmittel dynamischer Simulationen können diese Aspekte einigermassen sicher geklärt werden. Dabei ist die Simulation ein Werkzeug, das seine volle Wirkung erst in den Händen erfahrener Anwender entfaltet. Die sachgerechte Festlegung von Randbedingungen, Abläufen und Parametern bei der Modellbildung sowie die Interpretation der Ergebnisse bestimmen die Qualität wesentlich. Die FHSO verwendet den 3D Simulator AutoMod ® von Brooks Automation zur Simulation in Planungsprozessen. Neben Produktionsanlagen können damit auch komplexe Logistikanlagen mitsamt ihrer Steuerung simuliert werden. Die Ergebnisse werden sowohl in Animationen als auch in Tabellen und Statistiken geliefert. Animationen eignen sich vor allem für die Visualisierung komplexer Abläufe und Abhängigkeiten,


die kaum aus Tabellen gelesen werden können. Meist genügen schon einfache Visualisierungen, um Bewegungen und Abläufe abzubilden (Abb. 1). Eine Produktionsanlage für Elektroteile wird effizient In unserem Projekt an der FHSO ging es um den Aufbau einer Produktionslinie für elektronische Bauteile. Wir sind von der mehrjährigen Absatzprognose und der Forderung nach hoher Liefersicherheit ausgegangen. In einer Pilotfertigung wurden die Basisdaten für die Simulation erhoben und die künftige Situation im Modell abgebildet. Ergebnisse waren Aussagen über die Stabilität der gewählten Dimensionierung, den Platzbedarf und Hinweise für die weitere Gestaltung. Darüber hinaus konnten der langfristige Personalbedarf geschätzt und Schlüsselmaschinen identifiziert werden. Abschliessend haben wir das in der Fertigung gebundene Kapital ermittelt. Mit diesen Informationen gelang es unserem Auftraggeber, seine Produktion mit höherer Planungssicherheit zu bauen und so die Gesamtkosten zu senken. >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch UNTERNEHMERTUM & LOGISTIK Abb. 1: Visualisierungsmöglichkeiten von Simulationsmodellen. Oben: Virtual Reality (Quelle: Fraunhofer IFF); Unten: Einfaches Materialflussmodell. Abb. 2: Tabellarische Darstellung der Simulationsergebnisse. _103_


_104_ Jürg Schneider Bereich Wirtschaft Ruth C. Voggensperger Bereich Wirtschaft Hubert J. Bienek Bereich Wirtschaft Gregor O. Thaler Bereich Wirtschaft Corporate Governance, Nonprofit Governance, Führen von Nonprofit- Organisationen www.gutes-besser-tun.ch UNTERNEHMERTUM & LOGISTIK GUTES BESSER TUN – CORPORATE GOVERNANCE IN NONPROFIT-ORGANISATIONEN Hilfswerke und Nonprofit-Organisationen müssen ihre Unternehmensführung nach modernen Managementprinzipien ausrichten, weil für sie Vertrauensbildung und Transparenz zentral sind. In einem jüngst erschienenen Buch, das von FHSO Dozent Jürg Schneider in Zusammenarbeit mit drei Absolventen des Nachdiplomstudiums Nonprofit-Management herausgegeben wurde, beleuchten prominente Autoren, darunter auch Dozierende der FHSO, diese hochaktuelle Thematik erstmals umfassend in deutscher Sprache. Corporate Governance gehört zur modernen Führung von Unternehmen und Organisationen. Sie beschäftigt sich mit der Umsetzung des Willens der Stakeholder eines Unternehmens, wie beispielsweise dem der Aktionäre, Mitarbeitenden oder Kunden bei den strategischen und operativen Entscheidungen des Managements. Kernfrage der Corporate Governance ist, wie die Stakeholder der Firma das Führungssystem so gestalten können, dass es die optimale Umsetzung ihrer Interessen garantiert. In den letzten Jahren haben viele Management- Skandale grosse und kleine Firmen erschüttert, und der Ruf nach Transparenz und guter Führung ist lauter geworden. Transparenz ist wichtig Im Nonprofit-Bereich wurde das Thema Corporate Governance bislang kaum diskutiert. Dass sie private Organisationen sind, die ohne Gewinnzweck eine gute Mission erfüllen wollen, verstärkt ihren Anspruch auf eine effiziente und transparente Führung. Trotzdem sind auch bei ihnen in der Vergangenheit immer wieder Fälle von schlechtem oder ineffizientem Management bekannt geworden. Ein Produkt des NDS Nonprofit- Management Mit «Gutes besser tun – Corporate Governance in Nonprofit-Organisationen» erscheint nun erstmals im deutschen Sprachraum ein für Schule und Alltag geeignetes Werk, in dem das Thema umfassend von Autoren aus Theorie und Praxis beschrieben wird. Corporate Governance wird im NachdiplomstudiengangNonprofit-Management behandelt und in einer Projektarbeit hat sich eine Studierendengruppe, bestehend aus Ruth C. Voggensperger, Hubert J. Bienek und Gregor O. Thaler, mit dem Thema beschäftigt. Gemeinsam mit Jürg Schneider formierten sie ein Herausgeberteam und fanden im Haupt- Verlag Bern/Stuttgart einen renommierten Verlag und bei der FHSO und anderen Partnern wohlwollende finanzielle Unterstützung.


Prominente Autoren geben Einblick Das Ergebnis ist ein fast 500 Seiten starkes Werk mit 22 Beiträgen, in denen Corporate Governance aus unterschiedlichen Perspektiven betrachtet wird. Nach einem allgemeinen Überblick von René Rhinow, Präsident des Schweizer Roten Kreuz, beleuchten die Herausgeber und André von Moos die Herkunft des Begriffs und seine Besonderheiten im Non-profit-Bereich. Corporate Governance wird aus rechtlicher, betriebswirtschaftlicher und ethischer Sicht einer grundsätzlichen Prüfung durch verschiedene Autoren unterzogen. Darunter sind beispielsweise Kuno Schedler, Peter Kolbe und Regula Kägi- Diener von der Universität St. Gallen, Ernst A. Brugger von der Universität Zürich und Ruth Simsa von der Wirtschaftsuniversität Wien. Beiträge der FHSO Dozierenden Theo Haldemann, Kurt Pärli, Christoph Minnig, Sibille Bühler Rogger und Markus Freiburghaus runden das Bild ab. >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch UNTERNEHMERTUM & LOGISTIK Tipps für die Praxis Das Buch gibt eine Reihe von Vorschlägen zur Gestaltung von Corporate Governance in der Non-profit-Praxis: Jürg Krummenacher, Direktor der Caritas, beschreibt praxisnah den Umgang mit dem Thema in seiner Organisation, Ariuscha Davatz beleuchtet die Rolle der ZEWO, Robert Purtschert und Georg von Schnurbein zeigen auf, was das an der Universität Freiburg entwickelte NPO-Label für Management- Excellence bewirkt. Barbara Büschi spricht sich für ein Board Management mit integriertem Aufsichtsratskonzept in Nonprofit-Organisationen aus. Der FHSO Dozent Jerôme Racine betrachtet Corporate Governance als Herausforderung für das Handeln und Gregor O. Thaler unterstreicht die Bedeutung des Jahresberichts. Mit diesem Buch leistet die FHSO einen Beitrag zur Professionalisierung im Nonprofit-Bereich. Finanzierung Die FHSO, die Haute Ecole de Gestion Fribourg und die BAT Entrepreneurship Freiburg unterstützten das Gutes-besser-tun-Projekt. Publikation Voggensperger, R.C., H.J. Bienek, J. Schneider & G.O. Thaler (Hrsg) (2004): Gutes besser tun – Corporate Governance in Nonprofit Organisationen. Haupt Verlag, Bern, Stuttgart, Wien, Bern. 484 S _105_


_106_ Stefan M. Adam Bereich Soziales Thekla Müller-Schenker Bereich Technik Entscheidungsgrundlage, Online-Forum, Implementierung UNTERNEHMERTUM & LOGISTIK WIE DIE ONLINE-BERATUNG IM SOZIALBEREICH ZUM ERFOLG WIRD Die Dienstleistungen von psychosozialen Beratungsstellen im Gesundheitsbereich verändern sich. Bisher werden Anfragen zu psychosozialen, schul- und komplementärmedizinischen Angeboten per Telefon oder im persönlichen Gespräch beantwortet. Zunehmend erwarten Kunden jedoch virtuelle Beratungsdienstleistungen. Online-Foren, wie beispielsweise zu Krebs, sind im englischsprachigen Raum bereits selbstverständlich. In der Schweiz wollen psychosoziale Beratungsstellen verstärkt Dienstleistungen online anbieten und sie in ihre Angebotspalette integrieren. An der FHSO haben wir die Erfolgsfaktoren dafür untersucht und helfen bei der Implementierung. Die FHSO unterstützt Nonprofit-Organisationen im Gesundheitsbereich bei der Implementierung von Online-Foren. Dazu liefern wir die schriftlichen Entscheidungsgrundlagen, mit denen die entscheidenden Risiken, die eine erfolgreiche Einführung gefährden können, aufgezeigt werden. Wir haben vier wichtige Risiken bei der Einführung von Online-Foren identifiziert: Risiko 1: Arbeitsweise Welche Herausforderungen und Veränderungen für die Arbeitsweise wird das Online-Forum mit sich bringen? Ist es gewährleistet, dass sich das neue Angebot gut in das Spektrum der bisherigen Dienstleistungen einfügt? Das aktuelle und das geplante Angebot werden grafisch dargestellt, so dass der Dienstleistungsprozess deutlich wird. Die möglichen Risikoschnittstellen zwischen Kunden-, Team- und Supportsystem werden so einfacher erkannt und es ist möglich, Verbesserungen schneller zu planen. Risiko 2: Personal Die Personalplanung und die Kompetenzen der Mitarbeitenden des Teams müssen den Anforderungen angepasst werden, die ein Online-Forum mit sich bringt. Risiko 3: Kommunikation Die Kommunikation ist für den Erfolg des online Forums wichtig. Wir entwickeln Handlungsanweisungen zur internen und externen Kommunikation, um den Markteintritt optimal zu gestalten.


Risiko 4: Technik Bei der Implementierung kann es auf technischer Seite zu Problemen kommen. Es muss deshalb geklärt werden, ob die IT-Infrastruktur den Anforderungen genügt. Darüber hinaus empfehlen wir, Begriffe zu definieren und einheitliche Kriterien für ein gutes Forum festzulegen. Schliesslich müssen Qualitätsstandards definiert werden. Die an der FHSO erarbeitete Grundlage zeigt die Möglichkeiten bei der Einführung eines Online-Forums in einer minimalen und einer maximalen Variante auf. Dabei erläutern wir die Vor- und Nachteile. So können Nonprofit-Organisationen auf einer gesicherten Basis über den Einsatz von Online-Foren entscheiden. UNTERNEHMERTUM & LOGISTIK Abb. 1: Die Organisationsstruktur eines Online-Forums für eine Nonprofit-Organisation. _107_


_108_ AUTOREN AUTOREN Nachname Vorname Funktion Titel Bereich Seite A Adam Stefan M. Dozent, Leiter Consulting Soziales Prof., MA, MBA (cand.) Soziales 92, 93, 106 B Barjak Franz wiss. Mitarbeiter Dipl.-Geograph Wirtschaft 72 Baumgartner Edgar Dozent Prof. Dr. phil I Soziales 68 Baur Roland wiss. Mitarbeiter lic. phil.I Soziales 68 Bienek Hubert Student Wirtschaft 104 Binggeli Daniel wiss. Mitarbeiter Dipl. El. Ing. HTL Technik 18, 22 Binswanger Mathias Dozent PD, Prof. Dr. rer.pol. Wirtschaft 46, 67 Bosshart Peter wiss. Mitarbeiter Dipl. Masch.-Ing. HTL Technik 98 Brodbeck Dominique Dozent Dr. phil. II Technik 34, 36 Buchmann Hans Dozent Prof. Dipl. math. Technik 48 Burkhard Gregor Dozent Dr. sc. techn. ETH, Dipl.-Ing. Technik 13, 14 C Calzaferri Raphael wiss. Mitarbeiter Soziales lic. phil. I, dipl. Sozialarbeiter Soziales 82 Ceylan Yahya Student Dipl. Ing. FH (i.A.) Technik 12 D Dahinden Christoph Diplomand 2003/2004 Dipl. Ing. FH Technik 26 Degen Markus Dozent Prof. Dipl. Ing. HTL Technik 34, 36, 44 Degunda Niklaus Dozent Prof. Dipl. Masch-Ing. ETH Technik 9, 26 di Pietro Gianni Dozent Prof. Dipl. Ing. ETH Technik 44 Dornberger Rolf Dozent Prof. Dr.-Ing. Wirtschaft 32, 52, 56 Dreiling Anke CIO, Dozentin Prof. Dr. rer. pol. Zentrale Dienste 51 F Fluri Roman wiss. Assistent Dipl. Ing. FH Technik 98 Frey Lorenz Dozent Dr. sc. math. ETH Technik 51 Fritze Agnès Dozentin Prof. lic.phil.I Soziales 78 G Gessner Wolfgang Dozent Prof. Dr. phil. Dipl.-Psych. Wirtschaft 42 Glarner Fritz Dozent Prof. Dipl. El.-Ing. ETH Direktion 51 Gloor Ralph wiss. Assistent Wirtschaftsinformatiker FH Wirtschaft 32 Götz Erika Dozentin/Psychologin lic. phil. I Soziales 69, 90, 92 Greiwe Stephanie wiss. Mitarbeiterin M.A. Wirtschaft 74, 78, 87 Guldimann Patrick Dipl. Ing. FH Technik 9 H Hänsler Stefan Dipl. Ing. FH Technik 8 Harabi Najib Dozent Prof. Dr. oec. publ. Wirtschaft 66 Hilty Lorenz Dozent Prof. Dr. habil. Wirtschaft 46 Hinkelmann Knut Dozent Prof. Dr. rer. nat. Wirtschaft 58, 98 Hollenstein Lea wiss. Mitarbeiterin lic. phil. I, dipl. Sozialarbeiterin Soziales 82 Huber Gerda Direktorin Bereich Technik Prof. Dr. phil. II Technik 5 J Jochem Annette wiss. Assistentin Diplom Volkswirtschafterin Wirtschaft 67, 94


AUTOREN Nachname Vorname Funktion Titel Bereich Seite K Keller Ronny wiss. Assistent Dipl. Ing. FH Technik 13, 15 Keller Jürg P. Dozent Prof. Dr. sc. techn. ETH Technik 8, 9, 10, 12, 51, 55 Klaper Martin Dozent Prof. Dipl. Ing. ETH Technik 30 Klöti Martin Dozent Dipl. Ing. ETH/BWI Technik 101 Kobler Stefan wiss. Mitarbeiter Techniker TS NDS-HF Technik 100 Kohler Leo Student Dipl. Ing. FH (i.A.) Technik 30 Krattiger Barbara wiss. Mitarbeiterin lic. phil. I Soziales 78, 80 Kropp Martin Dozent Prof. Dipl. Inf. Dipl.Ing (FH) Technik 34, 40, 50, 62 L Lamprecht Rolf Dozent Prof. Dr. phil.II Technik 20 Lederer Edgar Dozent Dr. phil. Dipl.-Ing. Technik 62 Legenovic Milivoje Dipl. Ing. FH (i.A.) Technik 54 Liebig Brigitte Dozentin / Leiterin F&E Soziales Dr. phil.I Soziales 84, 86 Luthiger Jürg Dozent Prof. Dr. sc. techn. ETH Technik 34, 36, 44 M Mäder Ueli Ordinarius Prof. Dr. Institut für Soziologie der Universität Basel 76 Meier Beat Dipl. Ing. FH Technik 9 Mücke Anja wiss. Assistentin Dipl. Psych. Wirtschaft 76, 78, 88 Müller-Schenker Thekla Web Development/Web-Publisherin Informatikerin FA Technik 106 N Niederer Ruedi Dozent Dr. phil. II Dipl. Math. ETH Wirtschaft 51 Nouri Taoufik Dozent Prof. Dr. ès Sc. Dip. Ing. Technik 38 P Pekruhl Uli Dozent Prof. Dr. rer. soc. Wirtschaft 70 Probst Fabian wiss. Assistent Wirtschaftsinformatiker FH Wirtschaft 32, 58, 87 R Ringenbach Alex Dozent Prof. Dr. sc. nat. ETH Technik 54 Rombach Stefan wiss. Assistent Dipl. Ing. FH Technik 20 S Schneider Jürg Dozent/Leiter International Office, >mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch Studiengangleiter International Management Dr. rer. pol. Wirtschaft 104 Schreiber Lukas wiss. Assistent Dipl. Ing. FH Technik 10, 51, 55 Schreier Erika wiss. Mitarbeiterin Betriebsökonomin HWV, Corporate Developement Manager NDS FH Wirtschaft 70, 93 Schwarb Thomas Dozent/Leiter Forschung Bereich Wirtschaft Prof. Dr. rer. pol. Wirtschaft 87, 88 Sekler Jörg Dozent Dipl. Ing. Technik 24 Semling Corinna wiss. Assistentin Dipl. Psych. Wirtschaft 70, 74, 78 Sommerfeld Peter Dozent Prof. Dr. rer. soc. Soziales 68, 82 Stettin Andreas Dozent Dr.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing. (FH) Technik 102 Stuber Bruno Dozent Prof. Dipl. El.-Ing. ETH/HTL Technik 22, 60 Studer Manuel Dipl. Ing. FH Technik 8 T Thaler Gregor O. Student Wirtschaft 104 Thönsen Barbara wiss. Mitarbeiterin M.A. Wirtschaft 58 Töngi Claudia wiss. Mitarbeiterin Dr. phil. Ressort Chancengleichheit der Universität Basel 76 U Uebelhart Beat Dozent Prof., Master of Public Administration Soziales 80 Uechi Fabio Praktikant B.sc. Computer Science Technik 40 V van de Venn Hans Wernher Leiter Fachgruppe MicroSolutions, Dozent Prof. Dr.-Ing. Technik 13, 14, 15, 20, 24 Voggensberger Ruth Studentin Wirtschaft 104 W Wyss Remo wiss. Assistent Dipl. Ing. FH (i.A.) Technik 36 Z Zölch Martina Dozentin Prof. Dr. phil. Dipl.-Psych. (FSP) Wirtschaft 70, 74, 76, 78 _109_


_110_ INSTITUTE INSTITUTE Bereich Technik IA Institut für Automation Jürg Keller i3t Institut für interdisziplinäre Informationstechnologie Dominique Brodbeck IfL Institut für Logistik Rainer Schnaidt Bereich Wirtschaft IUK Institut für Unternehmenskommunikation Norbert Winistörfer IMI Institut für Management und Wirtschaftsinformatik Rolf Meyer IMO Institut Mensch und Organisation Guy Ochsenbein IWS Institut für interdisziplinäre Wirtschafts- und Sozialforschung Ruedi Niederer Bereich Soziales IASI Institut für Arbeit und Soziale Integration Kurt Pärli


>mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch FORSCHUNGSBERICHT FHSO 2004


>mehr wollen >mehr können | OLTEN | fhso.ch IMPRESSUM ©: FHSO Fachhochschule Solothurn Nordwestschweiz Tel. +41 (0) 848 821 011 | ccc@fhso.ch | www.fhso.ch Herausgeber: Corporate Communication Redaktion: Klaffke & Dietschi’s Really fine ideas, Hägendorf Konzept und Gestaltung: AHA Marketing Kommunikation AG, Basel Druck: Dietschi AG, Olten Auflage: 3500 D Stand: März 05 Änderungen vorbehalten

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