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The derivation and understanding of Partial Differential Equations relies heavily on the fundamental knowledge of the first years of scientific education, i.e., higher mathematics, physics, materials science, applied mechanics, design, and programming skills. Thus, it is a challenging topic for prospective engineers and scientists. This volume provides a compact overview on the classical Partial Differential Equations of structural members in mechanics. It offers a formal way to uniformly describe these equations. All derivations follow a common approach: the three fundamental equations of continuum mechanics, i.e., the kinematics equation, the constitutive equation, and the equilibrium equation, are combined to construct the partial differential equations.

This book uses a novel concept to teach the finite element method, applying it to solid mechanics. This major conceptual shift takes away lengthy theoretical derivations in the face-to-face interactions with students and focuses on the summary of key equations and concepts; and to practice these on well-chosen example problems. For this new, 2nd edition, many examples and design modifications have been added, so that the learning-by-doing features of this book make it easier to understand the concepts and put them into practice. The theoretical derivations are provided as additional reading and students must study and review the derivations in a self-study approach. The book provides the theoretical foundations to solve a comprehensive design project in tensile testing. A classical clip-on extensometer serves as the demonstrator on which to apply the provided concepts. The major goal is to derive the calibration curve based on different approaches, i.e., analytical mechanics and based on the finite element method, and to consider further design questions such as technical drawings, manufacturing, and cost assessment. Working with two concepts, i.e., analytical and computational mechanics strengthens the vertical integration of knowledge and allows the student to compare and understand the different concepts, as well as highlighting the essential need for benchmarking any numerical result.

This book offers an update on recent developments in modern engineering design. Different engineering disciplines, such as mechanical, materials, computer and process engineering, provide the foundation for the design and development of improved structures, materials and processes. The modern design cycle is characterized by the interaction between various disciplines and a strong shift to computer-based approaches where only a few experiments are conducted for verification purposes. A major driver for this development is the increased demand for cost reduction, which is also linked to environmental demands. In the transportation industry (e.g. automotive or aerospace), the demand for higher fuel efficiency is related to reduced operational costs and less environmental damage. One way to fulfil such requirements is lighter structures and/or improved processes for energy conversion. Another emerging area is the interaction of classical engineering with the health and medical sector.

Chances and risks of industry 4.0 for quality assurance - empirical study on companies in the german manufacturing industry. The increasing complexitiy of products as well as the trend to more individualized products lay down enormous tasks on the manufacturing industry. They can only be managed by using industry 4.0 methods. In this context, digitization is implemented in quality assurance, too - fostering a significant increase in product and process quality. The presendt study reveals the current state of digitalization and the opportunities and challenges associated with it - in the view of experts and decision makers of the manufacturing industry.

Viele Studierende erleben das Lernen auf Klausuren als anstrengend, ermüdend und wenig motivierend. Oftmals liegt das nicht am mangelnden Interesse an dem Thema, sondern entsteht dadurch, dass das Lernen allein und ohne direkte Rückmeldung zum Lernerfolg erfolgt. Um hier eine neue, motivierendere Möglichkeit des Lernens zu schaffen, wurde von Studierenden der technischen Betriebswirtschaft an der Hochschule Esslingen ein haptisches Planspiel entwickelt - zum Einsatz in der Lehre und insbesondere zur Klausurvorbereitung in Veranstaltungen zum Qualitätsmanagement in Bachelorstudiengängen. Die Spieler müssen dabei im Rahmen vorgegebener Zielkorridore und Budgets qualitätsrelevante Entscheidungen treffen, aber auch mit anderen Unternehmen, die im Wettbewerb zum eigenen Unternehmen stehen, punktuell zusammenarbeiten und auf exogene Einflüsse reagieren. Die gelernte Theorie findet sofort eine praktische Anwendung und durch Diskussion mit den anderen Mitspielern ergibt sich ein unmittelbares Feedback zu den eigenen Antworten im Sinne eines Peer Learnings.

Menschen mit hohem Körpergewicht sind Stigmatisierungen und Diskriminierungen in nahezu allen Lebensbereichen ausgesetzt. Im Zuge der Transformationen des Sozialstaats in welchem Körper auf kapitalistische Verwertbarkeit und Marktförmigkeit geprüft werden, sind hochgewichtige Menschen einem Normalisierungs- und Optimierungsdruck ausgeliefert. Die Verantwortung für eine Veränderung wird dabei an das Individuum selbst, also an den hochgewichtigen Menschen, gerichtet. Außerdem wird durch ein verkürztes Ursachen- und Lösungskonzept angenommen, dass hohes Körpergewicht selbstverschuldet ist. Durch den sozialpolitisch geförderten Diskurs um die Bekämpfung einer ‚Adipositas-Epidemie‘ wird zudem eine dramatische Szenerie erstellt, die hochgewichtige Menschen zu einer Bedrohung erklärt. Die gewichtsbezogene Stigmatisierung findet aber nicht nur innerhalb der Gesellschaft statt (öffentliche Stigmatisierung), sondern wird von den hochgewichtigen Menschen internalisiert (Selbststigmatisierung). Die gewichtsbezogene Selbststigmatisierung führt zu vermehrten medizinischen und psychologischen Beschwerden und tritt vor allen Dingen bei Frauen auf. Aus medizinischer Sicht ist die Adipositaschirurgie das am meisten wachsende Gebiet der Viszeralchirurgie und wird aktuell, im Gegensatz zu konservativen Maßnahmen (wie z.B. Diätverhalten), als die wirksamste Methode beschrieben, um Menschen mit hohem Körpergewicht zu einer langfristigen Gewichtsreduktion zu verhelfen und die damit möglicherweise einhergehenden Komorbitäten und eingeschränkte Lebensqualitäten zu verbessern. Dennoch kann es nach dem Eingriff zu lebenslangen Einschränkungen und Komplikationen, sowie einer erneuten Gewichtszunahme kommen. Gleichzeitig wird die Nachsorgebehandlung von Patient*innen ab dem 3. Jahr deutlich weniger wahrgenommen, als unmittelbar nach dem Eingriff. Aus soziologischer Sicht kann die Adipositaschirurgie im Sinne einer ‚Optimierungs- und Normalisierungspraxis‘ verstanden werden. Sie stützt die gesellschaftlich konstruierten Erwartungen an das Individuum, das einerseits leistungsstark, flexibel und ‚normal‘ sein soll und andererseits selbst dafür Verantwortung übernehmen soll. Gleichzeitig trägt die Adipositaschirurgie dazu bei, dass hohes Körpergewicht weiterhin als Bedrohung wahrgenommen wird, welches nun jedoch durch den chirurgischen Eingriff ‚bekämpft‘ werden kann. Allerdings ist die Adipositaschirurgie selbst Gegenstand negativer Zuschreibungen. So wird Menschen, die sich adipositaschirurgisch behandeln lassen zugeschrieben, dass sie den Weg des geringsten Widerstandes gehen würden. Die Zugänge zur Adipositaschirurgie sind jedoch sehr hochschwellig und werden durch Einzelfallentscheidungen seitens der Krankenkassen nicht regelhaft finanziert. Dies hängt mit der Tatsache zusammen, dass Adipositas im deutschen Krankenversicherungssystem nicht als Erkrankung anerkannt ist. Aus diesem Grund ist auch die Nachsorgebehandlung, die lebenslang und interdisziplinär erfolgen sollte, um Komplikationen vorzubeugen und Mangelerscheinungen zu verhindern, nicht einheitlich geregelt und finanziert. Vor diesem theoretischen Hintergrund, der viele Widersprüche aufdeckt, stellt sich die Frage, welche Erfahrungen Menschen, die sich adipositaschirurgisch behandeln lassen, machen und wie sich diese erzählen. Diese Arbeit geht deshalb folgenden Fragen nach: ‚Wie erzählen sich Menschen, die Erfahrungen mit hohem Körpergewicht und Adipositaschirurgie gemacht haben bezogen auf gewichtsbezogene Stigmatisierung und Diskriminierung? Und was bedeutet dies für die Soziale Arbeit?‘.

Experimentelle Lernsituationen im handlungsorientierten Unterricht in der Pflege sind - pflegerische Aufgabenstellungen und pflegerische Handlungsabläufe, die für die unterrichtliche Umsetzung didaktisch und methodisch aufbereitet werden, - ein geplanter und durchgeführter Vorgang, um zu beobachten, - ein wiederholbares objektives, d. h. vom Durchführenden unabhängiges Verfahren zur Erkenntnisgewinnung, - und unter festgelegten und kontrollierbaren Rahmenbedingungen werden Beobachtungen und Messungen, Handlungen an und in pflegerischen Prozessen, Objekten und an der eigenen Persönlichkeit durchgeführt und reflektiert, - und unterstützen die Entwicklung aller Kompetenzdimensionen. Experimentelle Methoden können humanbiologischer Art sein, erfahrungsorientiertes Lernen im szenischen Spiel, Skills Labs oder aktives Experimentieren nach dem Konzept von Schön, z. B. in den Lerninseln innerhalb des Lernfeldes. Die experimentelle Lernsituation wird laut Literaturrecherche im Unterricht kaum angewendet. Des Weiteren motiviert die vorhandene Diskrepanz zwischen theoretischer wissenschaftlicher Diskussion und praktischer Unterrichtskultur, sowie das geringe Aufkommen von deskriptiven pflegedidaktischen Studien diese quantitative deskriptive Studie zur Thematik der experimentellen Lernsituation durchzuführen. Es ist die Absicht, die Anwendung experimentelle Lernsituationen im handlungsorientierten Unterricht in Pflegeschulen zu untersuchen. Im Fokus der Untersuchung liegen Berufsfachschulen, die zur/zum staatlich anerkannten AltenpflegerIn ausbilden. Diese Berufsausbildungen finden an staatlichen sowie staatlich anerkannten Berufsfachschulen statt. Es gilt zu ermitteln, wie Lehrende an Altenpflegeschulen in Baden-Württemberg in Ihrer täglichen Unterrichtspraxis experimentelles Lehr-Lernarrangement einschätzen bzw. anwenden. Hierbei ist von besonderem Interesse, ob sich Unterschiede zwischen Lehrenden an staatlichen Altenpflegeschulen und Lehrenden an privaten Altenpflegeschulen zeigen. Die zentrale Forschungsfrage der Masterthesis lautet: Wie schätzen Lehrkräfte die Bedeutung und die Möglichkeiten einer Anwendung experimentelle Lernsituationen im handlungsorientierten Unterricht in Altenpflegeschulen ein?

Im Rahmen dieser Bachelorthesis wird dargestellt wie sich die Lebenserwartung der Deutschen in den letzten 100 Jahren verändert hat und welche Tendenz sie haben wird. Die Arbeit umreißt die mit der höheren Lebenserwartung verbundenen Herausforderungen und Chancen für die Gesellschaft und beschäftigt sich mit der Frage, welche Bedeutung Alter(n) für Individuen hat. Abschließend wird die Frage geklärt, ob mit einer längeren Lebenserwartung auch ein Zugewinn an Jahren verbunden ist.

Over the past few years, deep neural networks have shown excellent results in multiple tasks, however, there is still an increasing need to address the problem of interpretability to improve model transparency, performance, and safety. Achieving eXplainable Artificial Intelligence (XAI) by combining neural networks with continuous logic and multi-criteria decision-making tools is one of the most promising ways to approach this problem: by this combination, the black-box nature of neural models can be reduced. The continuous logic-based neural model uses so-called Squashing activation functions, a parametric family of functions that satisfy natural invariance requirements and contain rectified linear units as a particular case. This work demonstrates the first benchmark tests that measure the performance of Squashing functions in neural networks. Three experiments were carried out to examine their usability and a comparison with the most popular activation functions was made for five different network types. The performance was determined by measuring the accuracy, loss, and time per epoch. These experiments and the conducted benchmarks have proven that the use of Squashing functions is possible and similar in performance to conventional activation functions. Moreover, a further experiment was conducted by implementing nilpotent logical gates to demonstrate how simple classification tasks can be solved successfully and with high performance. The results indicate that due to the embedded nilpotent logical operators and the differentiability of the Squashing function, it is possible to solve classification problems, where other commonly used activation functions fail.

Reliability demonstration is performed before a product is released to the market. Often, this demonstration is based on accelerated life testing of samples with limited sample size. Accelerated life testing aims to parameterize a statistical life-stress model. Based on such a model, the reliability demonstration is performed for the stress a product is experiencing during operation. The reliability needs to be inferred with a confidence interval so that the uncertainty, which stems from limited sample data, can be considered. Typically, the load conditions of a field population show a significant variation of stress. A method to consider the comprehensive statistical uncertainty and distribution of stress and life-stress model was recently published. However, this method is limited to applications with constant stress over time. In this paper we present a first approach for a method that is able to consider the distribution of load spectra and statistical lifetime model as well as their uncertainties due to limited sample sizes and allows the consideration of non-constant, i.e. time-varying, stresses for the reliability demonstration. The presented method enables the reliability inference at use condition with confidence interval for cases in which the data consists of accelerated life testing results and a sample of load spectra. The result of an illustrational evaluation is shown and concepts for further extensions of the method are introduced.