Themencluster

Themencluster Innovation, Tech, Mathe und digitaler Welt

Alina Bieniek

Essays on Digitalization in Management Accounting and Control - a comparative study of German and Japanese businesses

TU Dortmund

Die übergreifende Forschungsfrage meiner Dissertation lautet: Wie beeinflussen kulturelle Faktoren und individuelle Einstellungen die Digitalisierung von Controlling-Prozessen in Unternehmen, und welche Rolle spielen moderne Technologien dabei, um den Übergang von traditionellen zu innovativen Ansätzen im Management Accounting zu gestalten?

Aufbauend auf meiner Masterarbeit zum Einsatz von Robotic Process Automation (RPA) in deutschen Unternehmen untersuche ich in meiner Dissertation den Einfluss von Kultur und Digitalisierung auf das Controlling. Dazu habe ich drei Forschungsprojekte initiiert: Zunächst analysiere ich gemeinsam mit einem japanischen Koautor, wie deutsche und japanische Unternehmen digitale Tools in den Controlling-Prozessen Reporting, Budgetierung und Forecasting einsetzen und welche Rolle die jeweilige Unternehmenskultur dabei spielt. Im zweiten Projekt vertiefe ich die Untersuchung nationaler kultureller Einflüsse auf diese Prozesse, um deren Auswirkungen auf die Digitalisierung zu beleuchten. Das dritte Projekt widmet sich der Zurückhaltung von Controllern gegenüber dem Wechsel von Microsoft Excel zu modernen Tools wie Predictive Analytics oder Künstlicher Intelligenz.

Mein Interesse an internationalen Themen, Entscheidungstheorien und Management-Controlling prägt den Schwerpunkt dieser Arbeit. Die Dissertation ist praxisnah gestaltet und zielt darauf ab, Erkenntnisse zu gewinnen, die sowohl Unternehmen als auch der Wissenschaft helfen, besser mit den Herausforderungen der Digitalisierung und globaler Kulturen im Controlling umzugehen. Die Methodik umfasst qualitative Interviews sowie experimentelle Ansätze zur Untersuchung der Nutzung digitaler Tools im Controlling. Die erwarteten Ergebnisse sollen dazu beitragen, relevante Faktoren für den erfolgreichen Einsatz neuer Technologien zu identifizieren und somit einen praktischen Beitrag zur digitalen Transformation im Management Accounting zu leisten.

Insgesamt leistet meine Dissertation einen Beitrag zum Verständnis der komplexen Wechselwirkungen zwischen Kultur und Technologie im Controlling. Durch die Kombination aus theoretischer Fundierung und praktischer Relevanz soll sie nicht nur wissenschaftliche Erkenntnisse fördern, sondern auch Handlungsempfehlungen für Unternehmen bereitstellen

Katja Tüting

Ein mathematisches Modell des Messens

TU Braunschweig


Wer misst, misst Mist? Messungen unterliegen systematischen und zufälligen Fehlern. Zufällige Fehler bewirken bei wiederholter Messung unsystematisch abweichende Messergebnisse, und wir nennen sie die aleatorischen Fehler nach dem Lateinischen alea für Würfel. Im Grenzfall theoretisch verschwindender aleatorischer Unsicherheiten bleiben systematische Messfehler, die bei wiederholter Messung unverändert auftreten und erst im Vergleich mehrerer Messverfahren beobachtbar sind. Wir nennen sie die epistemischen, auf die Erkenntnis bezogenen Fehler. Messungen der physikalischen Grundgrößen sind heute präzise und etabliert. Für kompliziertere, mehrstufige Messverfahren oder nicht eindeutig definierte Größen, wie z. B. in den Sozialwissenschaften, ist die Frage nach der Aussagekraft von Messungen herausfordernd. In meiner Arbeit entwerfe ich einen konzeptionellen mathematischen Rahmen, der eine Definition der Größen, der Messfehler und der Kalibrierung erlaubt, und wende diesen unter anderem auf Messungen mit Sampling-Oszilloskopen an. Sampling-Oszilloskope messen kontinuierlich zeitveränderliche hochfrequente Spannungen, die das Konzept der zu messenden Größe sind. Das Ergebnis der Messung ist jedoch ein Vektor mit Spannungswerten an endlich vielen diskreten Zeitpunkten. Die Realität, die Konzept und Messwert zueinander in Beziehung setzt, wird durch die Maxwell-Gleichungen beschrieben, deren Lösung zeitveränderliche elektromagnetische Felder sind. Aber natürlich ist jede Beschreibung der Realität wieder ein Modell. Kalibrierung stellt sich der Frage, welche Unsicherheiten einer Messung quantifizierbar oder sogar korrigierbar sind. Da das Konzept der Messung eine theoretische Größe ist, auf die wir im Allgemeinen keinen vollständigen Zugriff haben, bleibt für die Praxis die Kalibrierung gegen eine Referenzmessung. Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eines mathematischen Denkrahmens, in dem das Messproblem, die Fehler und Unsicherheiten sowie die Kalibrierung beschreibbar und analysierbar werden. Interessant ist auch die Fortpflanzung der Unsicherheiten. Unter anderem können dabei aleatorische Unsicherheiten zu epistemischen Fehlern werden.

Cedric Korte

Thermo-Mechanical Investigations on High Temperature Superconductors 
 

Tsinghua University, Beijing, China

Hochtemperatur-Supraleiter (HTS) aus REBCO-Bandleitern sind eine wichtige Technologie für starke Magnete der Zukunft. REBCO steht für ein Material aus Seltenen Erden. Diese Bandleiter werden zum Beispiel für kompakte Fusionsreaktoren, NMR-Geräte und sparsame Antriebe gebraucht. Ein Supraleiter kann Strom verlustfrei leiten, solange er kalt genug ist.Wenn aber an einer Stelle im Magneten die Temperatur zu hoch wird oder der Strom zu groß, verliert der Leiter dort plötzlich seine Supraleitung. Das nennt man einen Quench. An dieser Stelle entsteht dann sehr schnell viel Wärme, und der Magnet kann beschädigt oder ganz zerstört werden.

Heute verstehen wir noch nicht genau, wie ein HTS-Magnet bei einem Quench kaputt geht. Das hat zwei Gründe: Erstens läuft ein Quench sehr schnell ab, oft in Sekundenbruchteilen. Zweitens sind die Versuche dazu sehr teuer, weil man dafür echte Magnete zerstören muss. Deshalb gibt es bisher nur wenige Daten. Ohne dieses Verständnis lassen sich aber keine guten Schutzkonzepte bauen. Genau das ist der letzte große Engpass, der den breiten Einsatz dieser Technik bremst.

Meine Forschung will diese Lücke schließen. Ich arbeite dafür auf zwei Seiten gleichzeitig. Im Experiment zerstöre ich gezielt kleine HTS-Magnete. Ich versuche dabei, den Quench so langsam wie möglich ablaufen zu lassen, damit ich genau messen kann, was passiert. So baue ich Schritt für Schritt Verständnis auf, wie diese Magnete kaputtgehen. Dazu habe ich die Controlled Area Bypass (CAB)-Methode entwickelt. Mit dieser Methode kann man die elektrischen und thermischen Eigenschaften eines Magneten gezielt einstellen und besser einschätzen. Aktuell baue ich diese Arbeit weiter aus und mache Versuche bei 20 K mit Konduktionskühlung, also unter Bedingungen, die echten Fusionsmagneten näher kommen.

Parallel dazu arbeite ich an Simulationsmodellen, die diese Vorgänge am Computer abbilden. Damit kann ich vorhersagen, wie sich der Strom im Magneten umverteilt, wo heiße Stellen entstehen und wie sich die Wärme ausbreitet. So lassen sich Schwachstellen schon vor dem Bau eines Magneten finden.

Indem ich Experiment und Simulation verbinde, bekomme ich ein klares Bild davon, wie HTS-Magnete kaputtgehen. Auf dieser Grundlage lassen sich dann zuverlässige Schutzkonzepte entwickeln. Damit hilft meine Arbeit, den letzten großen Engpass für HTS-Magnete zu überwinden und macht den Weg frei für saubere und effiziente Technologien wie die Fusionsenergie

Natalie Pfaff

Phänomenologie der Virtualität

Friedrich-Schiller-Universität Jena

In meinem Dissertationsprojekt soll der Begriff der Virtualität aus einer philosophischen und, im Spezifischen, einer phänomenologischen Perspektive untersucht werden. Die Relevanz der Arbeit begründet sich in einer noch ausstehenden Phänomenologie von Virtualität. Dieser Befund ist insofern bemerkenswert, da virtuelle Phänomene heute eine noch nie dagewesene Präsenz besitzen. Die Diskussionen um virtuelle Welten, virtuelle Realität, moderne Technologien wie u.a. die Apple Vision Brille, die virtuelle Objekte in das reale Sehfeld integriert, sowie computerprogrammierte Bilder sowie die Frage nach den Folgen von künstlicher Intelligenz, die virtuelle Texte, Bilder sowie Videos selbst herstellen kann, spannen das aktuelle Diskursfeld rund um Virtualität auf. Unterrepräsentiert ist dabei eine begriffsgeschichtliche Untersuchung des Begriffs "Virtualität": Entstanden im Mittelalter in Form des Wortes virtualiter wird es vielfach mit unterschiedlichen Bedeutungen verwendet, u.a. in Form der Differenzierung von Potentialität als Eigenschaft des Virtuellen und Aktualität als Opposition.

Wie ist die Geschichte des Begriffs mit dem heutigen Verständnis verknüpft? Kann man von einer Bedeutungskontinuität sprechen oder haben wir es heute mit einer genuin neuen Form von Virtualität zu tun? Die Arbeit untersucht Virtualität in der historischen Tradition im Hinblick auf die phänomenologische Tradition (1) und in einem experimentellen Ansatz in Form der Mikrophänomenologie (2).

Ziel ist es, eine neu entwickelte Methode aus der Phänomenologie anzuwenden: die Mikrophänomenologie. Es handelt sich dabei um eine empirische Methode, die auf Grundlage einer spezifischen Interviewform Erlebnisse einer Person präzise und unter Einbezug der persönlichen Assoziationen, Erinnerungen und Phantasien der Interviewperson abbildet. Diese Methode ist neu und wurde u.a. von Natalie Depraz entwickelt, Professorin für Phänomenologie an der Universität Paris-Nanterre. Diese Methode soll die theoretische Arbeit des Projektes komplettieren und unter der Betreuung von Frau Depraz entwickelt und durchgeführt werden.

 

Dominik John

Quantitative Modulation-based X-ray Microtomography

Technische Universität München

Röntgenbilder sehen seit ihrer Entdeckung vor über hundert Jahren im Prinzip gleich aus: Schwarz-Weiß-Schatten, die zeigen, wie stark verschiedene Gewebe Röntgenstrahlung abschwächen.Knochen erscheinen hell, Weichgewebe dunkel. Dabei tragen Röntgenstrahlen viel mehr Information in sich, als ein gewöhnlicher Scanner ausliest: Sie werden auf ihrem Weg durch Materie nicht nur abgeschwächt, sondern auch leicht abgelenkt und gestreut. Diese zusätzlichen Signale enthalten Informationen über feinste Strukturen, die mit herkömmlicher Bildgebung unsichtbar bleiben. In meiner Doktorarbeit entwickle ich Methoden, mit denen sich diese zusätzlichen Bildkanäle (Phasenkontrast und Dunkelfeld) präzise auslesen lassen. Das Grundprinzip basiert auf einem feinstrukturierten Muster, das im Röntgenstrahl platziert wird. Aus der Art, wie eine Probe dieses
Muster verzerrt, lassen sich gleich drei Bildtypen gleichzeitig rekonstruieren: das herkömmliche Absorptionsbild, ein Brechungsbild und ein Streuungsbild. Die Methoden entwickle und teste ich an der TU München sowie an Synchrotrons wie dem DESY in Hamburg und dem Australian Synchrotron n Melbourne. Ein zentrales Anwendungsfeld der Methode ist die röntgenbasierte (virtuelle) Histologie. Klassische Histologie mit einem Lichtmikroskop ist seit über hundert Jahren der Goldstandard, um Gewebe auf zellulärer Ebene zu untersuchen, aber sie hat einen Preis: Die Probe muss in hauchdünne Scheiben geschnitten, gefärbt und Schnitt für Schnitt unter dem Mikroskop betrachtet werden. Vieles, was zwischen den Schnitten liegt, geht verloren. Mit Phasenkontrast-Röntgenbildgebung lässt sich stattdessen das gesamte Probenvolumen dreidimensional erfassen, ohne es zu zerstören.
Forschende können virtuell durch das Gewebe navigieren, jede beliebige Schnittebene wählen und quantitative Informationen über Mikrostruktur und Gewebeeigenschaften gewinnen. Das Verfahren hat daher das Potenzial, die histologische Untersuchung von Gewebeproben schneller und genauer zu machen – zum Vorteil der Patientinnen und Patienten.

Jan Robin Kleiner

Pfadabhängigkeiten und Pfadwechsel im Verkehrswesen. Der Fall der Regierungskommission Bundesbahn 1989-1991

Universität Siegen

Nachhaltige Mobilität hat sich den letzten Jahrzehnten als allgemein anerkanntes politisches Ziel etabliert. Nichtsdestotrotz sieht sich der Schienenverkehr in Deutschland mit wachsenden Problemen konfrontiert, während Subventionen für umweltschädlichere Verkehrsträger ausgeweitet werden. Jüngste Beispiele für diesen Trend sind ein Anstieg der Pendlerpauschale sowie eine Senkung der Luftverkehrssteuer. Diese Maßnahmen stehen im Wiederspruch zum erklärten politischen Ziel nachhaltigerer Mobilität, da Straßen- und Luftverkehr höhere externe Kosten als der Schienenverkehr verursachen. Ökonomen betonen daher, dass eine
Internalisierung dieser Kosten notwendige Bedingung für einen fairen Wettbewerb zwischen den Verkehrsträgern sei.1 Dessen ungeachtet sind derartige Maßnahmen politisch unattraktiv. Das vorliegende Promotionsvorhaben beschäftigt sich mit den Ursachen dieses Phänomens und argumentiert, dass diese bereits in der Bahnreform der frühen 1990er Jahre verankert waren. Um dies zu untermauern, analysiert die Doktorarbeit – archivbasiert – die Arbeit der Regierungskommission Bundesbahn. Letztere war verantwortlich für die Grundkonzeption der Bahnreform von 1994 und die damit verbundenen ordnungspolitischen Veränderungen. Aufbauend auf den Arbeiten von Christopher Kopper und Volker Ebert wird unter Anwendung der Pfadabhängigkeitstheorie4 erörtert, wie verkehrspolitische Entscheidungen in den der Kommissionsarbeit vorangegangenen Jahrzehnten Kippunkte darstellten, welche nicht-lineare Dynamiken5 auslösten, die einmal getroffene Richtungsentscheidungen nicht nur reproduzierten sondern auch noch verstärkten. Die Opportunitätskosten eines Pfadwechsels, d.h. einer ‚Verkehrswende‘ stiegen so seit den Anfangsjahren der Bundesrepublik kontinuierlich an. Insbesondere drei Dynamiken prägten so die Entwicklung des bundesdeutschen Verkehrswesens:


(1) Sowohl die Anbieter von Transportleistungen als auch deren Nachfrager in der Wirtschaft passten sich an die verkehrspolitischen Richtungsentscheidungen an und spezialisierten sich auf die ordnungspolitisch bevorzugten Verkehrsträger. Die effektive Organisation einschlägiger Interessen innerhalb von Verbänden wie dem BDI sollte wirtschaftlich unvorteilhaften Änderungender Rahmenbedingungen entgegenwirken und war politisch wirkmächtig.6 Die einsetzende Massenmotorisierung und die kulturelle Aufladung des Individualverkehrs schufen zusätzlich von Wählerseite ein beträchtliches Beharrungspotential.
(2) Der so geförderte Ausbau der einschlägigen Verkehrsinfrastruktur erhöhte über Netzwerkeffekte die Attraktivität des Personen- und Güterkraftverkehrs, welcher mit steigender wirtschaftlicher und kultureller Bedeutung wiederum an politischem Einfluss gewann.
(3) Gleichzeitig erhöhten die langen Nutzungsdauern neu errichteter Verkehrsinfrastrukturen die Kosten verkehrspolitischer Pfadwechsel zusätzlich, was den Befürwortern des Status-Quo zusätzlichen Auftrieb verlieh.
Diese drei ‚Pfadabhängigkeiten‘ verstärkten sich gegenseitig8 und trugen so zu unserer heutigen Verkehrsmarktordnung sowie dem dadurch maßgeblich beeinflussten ‚Modal Split‘ bei. Die Arbeitshypothese des vorliegenden
Promotionsvorhabens ist, dass diese Pfadabhängigkeiten den Handlungsspielraum der Regierungskommission Bundesbahn in größerem Ausmaß einschränkten als bislang angenommen, und dass der Dreiklang aus Interessengruppenwettbewerb, Netzwerkeffekten und bestehender Infrastruktur die (langfristig fehlgeleitete) Gesundschrumpfung‘ der Bahn in Form von Marktanteilsverlusten und Netzrückbau präjudizierte. Auch wenn zahlreiche Probleme der Bundesbahn – und erst recht der Reichsbahn – hausgemacht waren, so vernachlässigte der betriebswirtschaftliche
Fokus der Regierungskommission doch die ordnungspolitischen und sonstigen, dem Schienenverkehr weitgehend exogenen Problemursachen. Das beschriebene Promotionsvorhaben möchte am Fallbeispiel der Regierungskommission Bundesbahn zeigen, dass der verkehrspolitische Fokus – auch aufgrund der Wahlzyklen – primär auf kurz- und mittelfristigen Maßnahmen liegt, während das für die Verkehrswende so wichtige Verständnis für dessen langfristige Entwicklungstendenzen – mithin eine unabdingbare Voraussetzung für eine zielorientierte Wirtschafts- und Verkehrspolitik – nicht angemessen berücksichtigt wird.

Maiyan Chen

Composition of Generative Music for Emotional Regulation in Virtual Reality

Hochschule für Musik und Theater Hamburg

This doctoral project investigates the potential of generative music within a virtual reality (VR) environment to facilitate emotional regulation. Using Djster, a generative music composition tool developed by Clarence Barlow and adapted by Georg Hajdu, the research aims to create an immersive experience in which music and visuals respond adaptively to users’ emotional states. The project addresses the gap between traditional music therapy approaches and the possibilities offered by VR technology. Conventional methods such as counseling and medication are commonly used to address emotional challenges including anxiety and stress; however, these approaches are not always accessible, creating a need for alternative and non-invasive forms of emotional support. While the emotional influence of music has been widely studied, the integration of generative music systems within VR environments remains comparatively underexplored. This research positions the VR system as a “musical mental health supplement,” offering an interactive audiovisual environment designed to support emotional regulation through immersive soundscapes. The project combines perspectives from music therapy, psychology, psychoacoustics, and interactive media design. By developing an adaptive VR environment in which audiovisual elements respond dynamically to user interaction, the research explores how musical structures and immersive environments may influence emotional experience. Rigorous scientific methodologies, including quantitative analysis and qualitative interviews, will be employed to evaluate the effectiveness of these adaptive systems on emotional well-being. The project will culminate in the development of a prototype VR application.
The central research question examines how generative music within a VR environment can support emotional regulation. Supporting sub-questions investigate whether certain musical properties may evoke comparable emotional responses across different cultural contexts, explore how music may function as a supplement to mental health practices, and examine the role of audiovisual immersion in VR-based emotional regulation. The working hypothesis proposes that generative musical materials, combined with adaptive VR environments and informed by users’ emotional feedback, can effectively support emotional regulation. By addressing the need for non-invasive emotional regulation methods, this research integrates generative music and VR technologies to propose a novel interactive approach to supporting emotional well-being.