Offenes Baukastensystem zur effizienten Dimensionierung von Materialflusssystemen

Die optimale Gestaltung logistischer Systeme und Prozesse bekommt eine immer größere Bedeutung für die Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen. Für Einzelkomponenten von Materi-alflusssystemen sind neben exakten analytischen Verfahren auch Näherungslösungen und Ersatzmodelle in Form von Polynomen, neuronalen Netzen oder zeitdiskreten Verfahren vorhanden, mit denen eine gute Nachbildung des Verhaltens dieser Komponenten möglich ist. Ziel des Baukastensystems ist es, für diese Vielzahl von Methoden mit ihren spezifischen Ein- und Aus-gangsgrößen eine übergeordnete, einheitliche Kommunikations- und Datenschnittstelle zu definieren. In einem grafischen Editor kann ein Modell eines Materialflusssystems aus solchen Bausteinen gebildet und parametriert werden. Durch Verbindungen zwischen den Bausteinen werden Informationen ausge-tauscht. Die Berechnungen der Bausteine liefern Aussagen zu Auslastungen, Warteschlangen bzw. Warte-zeiten vor den Bausteinen sowie Flussgrößen zur Beschreibung der Abgangströme. The optimal arrangement of logistical systems and operations gets an increased importance for the economicalness and competitiveness of enterprises. For individual components of material flow systems there are also existing approximate solutions and substitute models besides exact analytical calculations in the form of polynomials, neural nets or time-discrete analysis which allows a good analytical description of the behaviour of these components. It is aim of the module system to define a superordinate and unified communication and data interface for all of these variety of methods with her specific input and output quantities. By using a graphic editor, the material flow system can be modelled of such components with specified functions and parameters. Connections between the components allows exchange of information. The calculations of the components provide statements concerning utilization, queue size or waiting time ahead of the components as well as parameters for the description of the departure process. Materialflusssysteme sind Träger innerbetrieblicher Transportprozesse und elementarer Bestandteil logistischer Systeme. Die optimale Gestaltung logistischer Systeme und Prozesse bekommt eine immer größere Bedeutung für die Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen. Die effiziente Dimensionierung von Materialflusssystemen ist für Planer, Hersteller und Betreiber solcher Anlagen von grundsätzlicher Bedeutung. Für viele bei der Planung materialflusstechnischer Anlagen auftretende Fragestellungen steht noch immer kein Berechnungsverfahren oder -werkzeug zur Verfügung, welches allen drei folgenden Anforderungen gleicherma-ßen gerecht wird: Die Handhabung soll einfach, unkompliziert und schnell sein. Die Berechnungsergebnisse sollen eine hohe Genauigkeit haben. Die Berechnung soll allgemein gültige Ergebnisse liefern. Dabei handelt es sich um Fragestellungen, die durchaus grundlegender Natur sind. Beispielsweise nach den (statistisch) zu erwartenden minimalen und maximalen Auftragsdurchlaufzeiten, nach dem Einfluss von Belas-tungsschwankungen auf die Anlagenleistung, nach vorzusehenden Puffern (Stauplätze) und Leistungsreserven (Auslastung). Für die oben genannten Aufgaben der Materialflussplanung stehen heute hauptsächlich drei Verfahren zur Verfügung (Abb. 1): Faustformeln (gekennzeichnet mit f) sind einfach aber ungenau. Das Systemverhalten von Materialfluss-komponenten beschreiben sie selten über den gesamten Bereich möglicher Betriebsbedingungen und Konfi-gurationen. Das Verhalten von gesamten Materialflusssystemen ist zu komplex, als dass es mit Faustformeln adäquat beschreibbar wäre. Bedienungstheoretische Ansätze erlauben die Beschreibung von Materialflusskomponenten (kleines b) sehr genau und sehr umfassend, soweit Standardmethoden und -modelle der Bedienungstheorie anwendbar sind. Ist diese Voraussetzung nicht gegeben, kann der Aufwand zur Modellbildung schnell erheblich werden. Die Beschreibung von Materialflusssystemen (großes B) als Bedienungsnetzwerke ist nur unter (zum Teil stark) vereinfachenden Annahmen möglich. Solche Vereinfachungen gehen zu Lasten von Genauigkeit und All-gemeingültigkeit der Aussagen. Die Methoden sind häufig sehr komplex, ihre Anwendung erfordert vertief-te Kenntnisse in der Statistik und Stochastik. Simulationsuntersuchungen liefern für Materialflusskomponenten (kleines s) und für Materialflusssysteme (großes S) gleichermaßen genaue Aussagen. Der für die Untersuchungen erforderliche Aufwand hängt dabei weit weniger von den Eigenschaften und der Größe des Systems ab, als es bei bedienungstheoretischen An-sätzen der Fall ist. Die Aussagen der Simulation sind nie universell. Sie betreffen immer nur ein System in einer bestimmten Konfiguration. Die Anwendung der Simulation erfordert Spezialsoftware und vertiefte Kenntnisse in der Modellierung und Programmierung. Verfahren, die genaue und allgemein gültige Aussagen über das Verhalten komplexer Materialflusssysteme liefern können, sind insbesondere in der Phase der Angebotserstellung bzw. in der Phase der Grobplanung von besonderer Wichtigkeit. Andererseits sind heute verfügbare Verfahren aber zu kompliziert und damit unwirt-schaftlich. Gerade in der Phase der Systemgrobplanung werden häufig Änderungen in der Struktur des Systems notwendig, welche z.B. beim Einsatz der Simulation zu erheblichem Änderungsaufwand am Modell führt. Oftmals können solche Änderungen nicht schnell genug ausgeführt werden. Damit bleiben in der Praxis oft erhebliche Planungsunsicherheiten bestehen. Der Grundgedanke des Baukastensystems besteht in der Modularisierung von Materialflusssystemen in einzelne Bausteine und Berechnungen zum Verhalten dieser Komponenten. Die betrachteten Module sind Materialfluss-komponenten, die eine bestimmte logistische Funktion in einer konstruktiv bzw. steuerungstechnisch bedingten, definierten Weise ausführen. Das Verhalten einer Komponente wird durch Belastungen (Durchsatz) und techni-sche Parameter (Geschwindigkeit, Schaltzeit o.ä.) beeinflusst und kann durch ein adäquates mathematisches Modell quantifiziert werden. Das offene Baukastensystem soll dabei vor allem einen konzeptionellen Rahmen für die Integration derartiger Modellbausteine bilden. Es umfasst neben der Bausteinmodularisierung die Problematik der Kommunikation zwischen den Bausteinen (Schnittstellen) sowie Möglichkeiten zur Visualisierung von Ergebnissen. Das daraus abgeleitete softwaretechnische Konzept berücksichtigt neben der einheitlichen Integration der zum Teil stark unterschiedlichen Berechnungsverfahren für einzelne Materialflusskomponenten auch einheitliche Definitionen zur Beschreibung von benötigten Eingangsparametern einschließlich der Randbedingungen (Defini-tionsbereich) und Plausibilitätskontrollen sowie zur Ergebnisbereitstellung. Äußerst wichtig war die Zielstellung, das System offen und erweiterbar zu gestalten: Prototypisch wurden zwar einzelne vorliegende Bausteine integ-riert, es ist aber jederzeit möglich, weitere Verfahren in Form eines Bausteines zu implementieren und in das Baukastensystem einzubringen. Die Ergebnisse der Berechnungen für ein einzelnes Element (Output) fließen zugleich als Input in das nachfol-gende Element ein: Genau wie im realen Materialflusssystem durch Aneinanderreihung einzelner fördertechni-scher Elemente der Materialfluss realisiert wird, kommt es im Baukasten durch Verknüpfung der Bausteine zur Übertragung der relevanten Informationen, mit denen der Fluss beschrieben werden kann. Durch die Weitergabe der Ergebnisse kann trotz Modularisierung in einzelne Bausteine das Verhalten eines gesamten Materialflusssys-tems bestimmt werden. Daher sind auch hier einheitliche Festlegungen zu Art und Umfang der Übergabeparame-ter zwischen den Bausteinen erforderlich. Unter einem Baustein soll ein Modell einer Materialflusskomponente verstanden werden, welches das Verhalten dieser Komponente beim Vorliegen bestimmter Belastungen beschreibt. Dieses Verhalten ist insbesondere gekennzeichnet durch Warteschlangen und Wartezeiten, die vor der Komponente entstehen, durch Auslastung (Besetztanteil) der Komponente selbst und durch die Verteilung des zeitlichen Abstand (Variabilität) des die Komponente verlassenden Stroms an Transporteinheiten. Maßgeblich bestimmt wird dieses Verhalten durch Intensität und Variabilität des ankommenden Stroms an Transporteinheiten, durch die Arbeitsweise (z.B. stetig / unstetig, stochastisch / deterministisch) und zeitliche Inanspruchnahme der Komponente sowie durch Steuerungsregeln, mit denen die Reihenfolge (Priorisierung / Vorfahrt) und/oder Dauer der Abarbeitung (z.B. Regalbediengerät mit Strategie „Minimierung des Leerfahrtan-teils“) verändert werden. Im Grunde genommen beinhaltet ein Baustein damit ein mathematisches Modell, das einen oder mehrere an-kommende Ströme von Transporteinheiten in einen oder mehrere abgehende Ströme transformiert (Abb. 2). Derartige Modelle gibt es beispielsweise in Form von Bedienmodellen ([Gnedenko1984], [Fischer1990 u.a.]), zeitdiskreten Modellen ([Arnold2005], [Furmans1992]), künstlichen neuronalen Netzen ([Schulze2000], [Markwardt2003]), Polynomen ([Schulze1998]). Die zu Grunde liegenden Verfahren (analytisch, simulativ, numerisch) unterscheiden sich zwar erheblich, genü-gen aber prinzipiell den genannten Anforderungen. Die Fixierung auf ein mathematisches Modell ist aber nicht hinreichend, vielmehr bedarf es für einen Baustein auch definierter Schnittstellen, mit denen der Informationsaustausch erfolgen kann (Abb. 3). Dazu zählen neben der einheitlichen Bereitstellung von Informationen über die ankommenden und abgehenden Materialströme auch die Berücksichtigung einer individuellen Parametrierung der Bausteine sowie die Möglichkeit zur Interaktion mit dem Bediener (Anordnung, Parametrierung und Visualisierung). Das offene Konzept erlaubt das eigenständige Entwickeln und Aufnehmen neuer Bausteine in den Baukasten. Dazu ergibt sich als weitere Anforderung die einfache Konfigurierbarkeit eines Bausteins hinsichtlich Identifika-tion, Aussehen und Leistungsbeschreibung. An einen Baustein innerhalb des Baukastensystems werden weiter-hin die folgenden Anforderungen gestellt: Jeder Baustein ist eine in sich abgeschlossene Einheit und kann nur über die Ein- und Ausgänge mit seiner Umgebung kommunizieren. Damit ist ausgeschlossen, dass ein Baustein den Zustand eines ande-ren Bausteins beeinflussen kann. Das führt zu den beiden Lokalitätsbedingungen: Es gibt keine �����bergeordnete Steuerung, die in Abhängigkeit vom aktuellen Systemzustand dispositive Entscheidungen (z.B. zur Routenplanung) trifft. Blockierungen in Folge von Warteschlangen haben keine Auswirkungen auf die Funktion an-derer Bausteine. Bausteine beinhalten in sich abgeschlossene Verfahren zur Dimensionierung einer Komponente (Klas-se) des Materialflusssystems (z.B. Einschleusung auf einen Sorter, Drehtisch als Verzweigungselement oder als Eckumsetzer). Dabei werden auf Grund von technischen Parametern, Steuerungsstrategien und Belastungsannahmen (Durchsatz, Zeitverteilungen) Ergebnisse ermittelt. Ergebnisse im Sinne dieses Bausteinkonzepts sind Auslastungen, Warteschlangen bzw. Wartezeiten vor dem Baustein sowie Flussgrößen zur Beschreibung des Abgangstroms. Als Beschreibung eignen sich sowohl einzelne Kennwerte (Mittelwert, Varianz, Quantile) als auch statische Verteilungsfunktionen. Die Lokalitätsbedingungen stellen Einschränkungen in der Anwendbarkeit des Baukastensystems dar: Systeme mit übergeordneten Steuerungsebenen wie Routenplanung oder Leerfahrzeugsteuerung, die Entscheidungen auf Grund der vorhandenen Transportaufträge und des aktuellen Systemzustands treffen (Fahrerlose Transportsys-teme, Elektrohängebahn), können mit dem Baukasten nicht bearbeitet werden. Diese auf Unstetigförderern basierenden Systeme unterscheiden sich aber auch in ihren Einsatzmerkmalen grundlegend von den hier betrach-teten Stetigförderersystemen. Das Problem der Blockierungen vorgelagerter Bereiche durch zu große Warteschlangen kann dagegen bereits mit dem Baukasten betrachtet und zumindest visualisiert werden. Dazu ist den Verbindungen zwischen den Bausteinen eine Kapazität zugeordnet, so dass durch Vergleich mit den berechneten Warteschlangenlängen eine generelle Einschätzung zur Blockierungsgefahr möglich wird: Ist die Streckenkapazität kleiner als die mittlere Warteschlange, muss von einer permanenten Blockierung ausgegangen werden. In diesem Fall kann der vorhergehende Baustein seine gerade in Bearbeitung befindli-che Transporteinheit nach dem Ende der „Bedienung“ nicht sofort abgeben und behindert damit auch seine weiteren ankommenden Transporteinheiten. Für die Transporteinheiten bedeutet das eine Verlustzeit, die auch nicht wieder aufgeholt werden kann, für das gesamte Transportsystem ist von einer Leistungsminde-rung (geringerer Durchsatz, größere Transport- / Durchlaufzeit) auszugehen. Da bei der Berechnung der Bausteine von einer Blockierfreiheit ausgegangen wird, sind die Berechnungser-gebnisse in aller Regel falsch. Ist die Streckenkapazität zwar größer als die mittlere Warteschlange, aber kleiner als beispielsweise das 90%-Quantil der Warteschlange, ist mit teilweisen Blockierungen (in dem Fall mit mehr als 10% Wahr-scheinlichkeit) zu rechnen. Dann tritt der o.g. Effekt nur zeitweise auf. Die Ergebnisse der Berechungen sind dann zumindest für einzelne Bausteine ungenau. In beiden Fällen wird das Problem erkannt und dem Anwender signalisiert. Es wird davon ausgegangen, dass die geplante Funktionalität und Leistungsfähigkeit des Materialflusssystems nur dann gewährleistet ist, wenn keine Blockierungen auftreten. Durch Änderung der Parameter des kritischen Bausteins, aber auch durch Änderung der Materialströme muss daher eine Anpassung vorgenommen werden. Erst bei Vorliegen der Blockierfreiheit ist die Voraussetzung der Lokalität der Berechnungen erfüllt. Die Berechnungsverfahren in den Bausteinen selbst können wegen der Modularisierung (Lokalität) sehr unter-schiedlicher Art sein. Dabei ist es prinzipiell möglich, die einzelnen Ergebnisse eines Bausteins mit verschiede-nen Verfahren zu ermitteln, insbesondere dann, wenn auf Grund eines eingeschränkten Definitionsbereichs der Eingangsparameter die Anwendung eines bestimmten Verfahrens nicht zulässig ist. Bausteine, die einen Materialfluss auf Grund äußerer, nicht aus dem Verhalten des Bausteins resultierende Einflüsse generieren (Quelle) oder verändern (Service-Station), sind durch eine Flussgröße  parametriert. Die Flussgröße ist eine statistische Verteilungsfunktion zur Beschreibung der Ankunfts- und Abgangsströme (Zwi-schenankunftszeiten). In der Praxis, insbesondere in der Planungsphase, ist aber eine solche Verteilungsfunktion meist nicht bekannt. Zudem erweist sich das Rechnen mit Verteilungsfunktionen als numerisch aufwändig. Untersuchungen in [Markwardt2003] haben gezeigt, dass eine Parametrisierung als Abstraktion über statistische Verteilungsfunktionen mit gleichen Erwartungswerten, Minima und Streuungen ausreichend genaue Ergebnisse liefert. Daher wird die Flussgröße beschrieben durch die Parameter Ankunftsrate (=Durchsatz), Mindestzeitabstand tmind und Variationskoeffizient c (als Maß für die Variabilität des Stroms). Zur Visualisierung der Ergebnisse kann die dreiparametrige Gammaverteilung zu Grunde gelegt werden, die eine gute Anpassung an reale Prozessverläufe bietet und durch die genannten Parameter eindeutig beschrieben ist: Weitere leistungsbestimmende Größen wie technische Parameter, Zeitbedarfe u.ä. werden als Parametertupel (k) der jeweiligen Klasse zugeordnet. So ist z.B. bei einer Einschleusung auf einen Sorter zu garantieren, dass der Strom auf der Hauptstrecke nicht angehalten wird. Das erfordert bei einer Einschleusung von der Nebenstrecke eine Lücke im Gutstrom auf der Hauptstrecke mit der Länge Mindestabstand und Fördergeschwindigkeit sind Parameter der ankommenden Förderstrecken, demnach ist lediglich die Größe ttr als Transferzeit ein leistungsbestimmender Parameter der Einschleusung. Förderstrecken stellen die Verbindungen zwischen den Bausteinen her und realisieren den eigentlichen Material-fluss durch das System. Die technische Realisierung kann dabei prinzipiell durch verschiedenartige Bauformen von Stetig- und Unstetigförderern erfolgen. Systeme, die aber vollständig auf der Basis von Unstetigförderern arbeiten wie fahrerlose Transportsysteme (FTS) oder Elektrohängebahn (EHB), werden im Rahmen des Baukas-tens nicht betrachtet, weil die Lokalitätsbedingungen nicht gelten und beispielsweise eine übergeordnete Sys-temsteuerung (Fahrzeugdisposition, Leerfahrtoptimierung) einen erheblichen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems hat. Förderstrecken im hier verwendeten Sinne sind Rollen-, Ketten-, Bandförderer oder ähnliches, deren maximaler Durchsatz im Wesentlichen durch zwei Parameter bestimmt wird: Fördergeschwindigkeit (vF) und Mindestab-stand zwischen den Transporteinheiten (smind). Der Mindestabstand ergibt sich aus der Länge der Transportein-heit in Transportrichtung (sx) und einem Sicherheitsabstand (s0), der für ein sicheres und gefahrloses Transportie-ren erforderlich ist. Die Mindestzeit tmind,S zwischen zwei Fördereinheiten auf einer Förderstrecke bestimmt sich demnach zu Ist das verbindende Förderelement nicht staufähig (nicht akkumulierend, z.B. Gurtbandförderer), so kann sich der Abstand zwischen den Fördergütern während des Förder- oder Transportvorgangs nicht verändern: Muss das Band angehalten werden, weil eine Abgabe an das nachfolgende Förderelement nicht möglich ist, bleiben alle Einheiten stehen. In diesem Fall ist es also nicht möglich, die Lücken im Transportstrom zu schließen, die bereits bei der Aufgabe auf das Förderelement entstehen. Für die Berechnung der Mindestzeit tmind,S bedeutet das, dass dann auch die Mindestzeit tmind,B des vorhergehenden Bausteins berücksichtigt werden muss. Die Mindestzeit des Streckenelements nach (6) bzw. (7) wird als einer der Parameter der Flussgröße zur Be-schreibung des am nachfolgenden Baustein ankommenden Stroms verwendet. Als Parameter der Förderstrecke werden neben der Fördergeschwindigkeit daher auch Angaben zum Transportgut (Abmessungen, Sicherheitsab-stand, Transportrichtung) benötigt. Es bot sich ferner an, eine Typisierung der Förderstrecken hinsichtlich ihrer technischen Realisierung (Rollenförderer, Kettenförderer, Bandförderer usw. mit zugeordneten Parametern) vorzunehmen, um den Aufwand für die Beschreibung der Förderstrecken gering zu halten. Weitere Parameter der Förderstrecken dienen der Aufnahme der Berechnungsergebnisse von vor- bzw. nachge-lagerten Bausteinen und beinhalten: die Länge der Warteschlange (einzelne Kenngrößen wie Mittelwert, 90%-, 95% bzw. 99%-Quantil oder - falls ermittelbar - als statistische Verteilung) die Wartezeit (ebenfalls Kenngrößen oder statistische Verteilung) die (Strecken-)Auslastung Variationskoeffizient für den Güterstrom Für die Darstellung des Materialflusses in einem System werden jeweils einzelne Materialfluss-Relationen betrachtet. Dabei wird angenommen, dass jede Relation an einer Quelle beginnt, an einer Senke endet, dabei mehrere Materialfluss-Komponenten (Bausteine) durchläuft und über den gesamten Verlauf in seiner Größe (Transportmenge) konstant bleibt. Einziger leistungsbestimmender Parameter einer Materialfluss-Relation ist die Transportmenge. Sie wird als zeitabhängige Größe angegeben und entspricht damit dem Durchsatz. Mindestabstand und Variationskoeffizient werden vom erzeugenden Baustein (Quelle) bestimmt, von den weiteren durchlaufenen Bausteinen verändert und über die Förderstrecken jeweils an den nachfolgenden Baustein übertragen. Die verbindenden Förderstrecken werden mit dem jeweiligen Durchsatz „belastet“. Bei Verbindungen, die von mehreren Relationen benutzt werden, summieren sich die Durchsätze, so dass sich unterschiedliche Strecken- und Bausteinbelastungen ergeben. Im Kontext des Baukastensystems werden Metadaten1 verwendet, um die in einem Baustein enthaltenen Infor-mationen über Anwendung, Verfahren und Restriktionen transparent zu machen. Ziel des Baukastensystems ist es je gerade, einfache und leicht handhabbare Berechnungsmodule für einen breiteren Anwenderkreis zur Verfü-gung zu stellen. Dazu sind Beschreibungen erforderlich, mit denen das Leistungsspektrum, mögliche Ergebnisse und Anwendungs- bzw. Einsatzkriterien dokumentiert werden. Aufgabe der Baustein-Bibliothek ist die Sammlung, Verwaltung und Bereitstellung von Informationen über die vorhandenen Bausteine. Damit soll dem Nutzer die Möglichkeit gegeben werden, für seine konkret benötigte Materialflusskomponente einen geeigneten Baustein zur Abbildung zu finden. Mit der Entwicklung weiterer Bausteine für ähnliche Funktionen, aber unterschiedliche Realisierungen (z. B. Regalbediengerät: einfach- oder doppeltiefe Lagerung, mit oder ohne Schnellläuferzone usw.) wächst die Notwendigkeit, die Einsatz- und Leis-tungsmerkmale des Bausteins in geeigneter Weise zu präsentieren. Die Baustein-Bibliothek enthält demnach eine formalisierte Beschreibung der vorhandenen und verfügbaren Bausteine. Die Informationen sind im Wesentlichen unter dem Aspekt einer einheitlichen Identifikation, Infor-mation, Visualisierung und Implementierung der unterschiedlichen Bausteine zusammengestellt worden. Einige der in der Baustein-Bibliothek enthaltenen Metadaten lassen sich durchaus mehreren Rubriken zuordnen. Identifikation und Information Ein Baustein wird durch eine eindeutige Ident-Nummer fixiert. Daneben geben Informationen zum Autor (Ent-wicklung und/oder Implementierung des Verfahrens) und eine Funktionsbeschreibung eine verbale Auskunft über den Baustein. Zusätzlich ist jeder Baustein einem bestimmten Typ zugeordnet entsprechend der Baustein-Klassifizierung (Bearbeiten, Verzweigen, Zusammenführen usw.), über den die Baustein-Auswahl eingegrenzt werden kann. Visualisierung Die Parameter für die Visualisierung beschreiben die Darstellung des Bausteins innerhalb des Baukastensystems (Form, Farbe, Lage der Ein- und Ausgänge des Bausteins, Icons). Implementierung Der Klassenname verweist auf die Implementierung des Bausteins. Zusätzlich benötigte Programm-Ressourcen (externe Bibliotheken wie *.dll , *.tcl o.ä.) können angegeben werden. Weiterhin sind Bezeichnungen und Erläuterungen der erforderlichen technischen Parameter für den Eingabedialog enthalten. Für die Förderstrecken wird ebenfalls eine formalisierte Beschreibung verwendet. Sie verweist jedoch nicht wie die Baustein-Bibliothek auf Software-Ressourcen, sondern enthält nur eine Reihe technischer Parameter, die für das Übertragungsverhalten der Förderstrecke eine Rolle spielen (Fördergeschwindigkeit, Arbeitsweise akkumu-lierend, Ausrichtung des Transportguts). Die Einträge lassen sich als Musterdatensätze (Template) für die Bau-stein-Verbindungen auffassen, um bestimmte, häufig vorkommende fördertechnische Lösungen diesen Verbin-dungen in einfacher Weise zuordnen zu können. Die Angaben sind aber im konkreten Anwendungsfall änderbar. Angaben zum Transportgut beschränken sich auf die Abmessungen der Transporteinheiten (Länge, Breite) und den erforderlichen Sicherheitsabstand (s0). Als Grundform wird von einer Standard-Euro-Palette (1200x800 mm) ausgegangen, es lassen sich aber auch Güter mit anderen Maßen hinzufügen. Die Angaben zum Transportgut werden in Verbindung mit den Parametern der Förderstrecken (Ausrichtung des Gutes längs oder quer) ausgewertet, so dass sich die jeweiligen Mindestabstände (Gleichung 6 bzw. 7) sowie der maximale Durchsatz Qmax als Grundlage für die Berechnung der Streckenauslastung bestimmen lassen. Das Gesamtkonzept des Baukastensystems ist in Abbildung 4 dargestellt. Es besteht im Wesentlichen aus drei Bereichen: Bausteinerstellung Bausteinverwaltung (Bibliotheken) Baukasten (Benutzeroberfläche) Dabei ist der Bereich der Bausteinerstellung nicht unmittelbarer Bestandteil der realisierten Lösung. Sie ist vielmehr die Quelle für die Bausteine, die über die jeweiligen Metadaten in einer Baustein-Bibliothek verwaltet und bereitgestellt werden. Die Verwaltung von Bausteinen und Förderstrecken ist die Umsetzung der Baustein-Bibliothek und (im erwei-terten Sinne) der Definitionen für die Förderstrecken. Der Modellbaukasten selbst stellt die Grafische Nutzeroberfläche dar (Abb. 11) und enthält den interaktiven, grafischen Modelleditor, die Auswahlelemente (Werkzeugkoffer bzw. -filter) für Bausteine und Förderstrecken, tabellarische Übersichten für alle Bausteine, Förderstrecken und Materialflussrelationen sowie Eingabedialoge für Bausteine, Förderstrecken und Materialflussrelationen. Die Entwicklung eines Modells mit dem Baukastensystem erfolgt prinzipiell in drei Schritten: Schritt eins umfasst die Anordnung und Definition der Bausteine. Der Modellbaukasten bietet die Möglich-keit, einen bestimmten Baustein direkt (z.B. Ausschleusung) oder unter Nutzung eines Bausteinfilters (z.B. alle Verzweigungselemente) auszuwählen und im grafischen Editor mittels Mausklick zu platzieren . An-schließend erfolgt im Dialog die notwendige Parametrierung des Bausteins. Dies beinhaltet sowohl die An-gaben zur Visualisierung (Drehung, Spiegelung) als auch die für die Dimensionierung erforderlichen techni-schen Parameter. Die für jeden Baustein benötigten Leistungsanforderungen (Durchsatz, lokale Transport-matrix) werden allerdings nicht direkt angegeben, sondern aus den Beziehungen zu den vor- und nachgela-gerten Bausteinen automatisch ermittelt (Übertragungsfunktion der Förderstrecken). Danach erfolgt in einem zweiten Schritt die Definition von Verbindung zwischen den Bausteinen (Förder-strecken): Das Erzeugen der Bausteinverbindungen ist ebenfalls ganz einfach zu realisieren. Nach Auswahl der zu Grunde liegenden Fördertechnik (z.B. Rollenförderer) wird durch Ziehen des Mauszeigers von einem nicht belegten Ausgang zu einem nicht belegten Eingang eines Bausteins die entsprechende Förderstrecke erzeugt. In einem abschließenden Dialog können die gewählten Voreinstellungen zum Transportgut, zum Förderertyp usw. bestätigt oder gegebenenfalls korrigiert werden. Außerdem kann die Kapazität der Förder-strecke definiert werden. Dabei geht es weniger um die Länge des Förderers als viel mehr um die Anzahl der vorgesehenen Puffer- oder Stauplätze im Zusammenhang mit den zu berechnenden Warteschlangenlän-gen. Abschließend wird im dritten Schritt der Materialfluss definiert: Ein Materialstrom ist jeweils eine Relation, die an einer Quelle beginnt, an einer Senke endet und dabei mehrere Bausteine durchläuft. Da die Förder-strecken zu diesem Zeitpunkt bereits definiert sein müssen, kann automatisch ein möglicher Weg zwischen Quelle und Senke gefunden werden. Ähnlich wie bei Routenplanungssystemen kann dabei durch zusätzliche Angabe von Zwischenpunkten (via) der automatisch vorgeschlagene Transportweg verändert und angepasst werden (Abb. 5). Nach Bestätigung des Transportweges und damit der unterwegs zu passierenden Bausteine erfolgt in einem Dialog die Parametrierung (Transportmenge pro Stunde) für diese Relation. Die Elemente des Transportweges (die benutzten Förderstrecken) werden mit dem entsprechenden Durchsatz „belastet“. Nach Abschluss der Modellierung kann die Berechnung ausgeführt werden. Im Ergebnis werden Kennzahlen bestimmt und im Baukasten in verschiedener Form visualisiert, um eine Bewertung der Ergebnisse vornehmen zu können. Eine Übersicht Fehlermeldungen listet die Problemelemente auf. Dabei wird die Schwere eines Problems farb-lich hervorgehoben: fataler Fehler (rot): entsteht z.B. bei Überlastung eines Bausteins – die geforderte Leistung für einen Bau-stein (und damit die des Gesamtsystems) kann nicht erbracht werden. lokaler Fehler (orange): entsteht z.B. bei permanenter Blockierung – die mittlere Warteschlange vor einem Baustein ist größer als dessen vorgesehene Kapazität. Warnung (hellgelb): bei teilweiser Blockierung – das 90%-Quantil der Warteschlange ist größer als die Ka-pazität der Förderstrecke, es ist daher zeitweise mit Blockierungen (und damit Behinderungen des vorherge-henden Bausteins) zu rechnen. Information (weiß): wird immer dann erzeugt, wenn Erwartungswerte für die Wartezeit oder Warteschlange mit einem G/G/1-Bedienmodell berechnet werden. Die Lösungen dieser Näherungsgleichungen sind im All-gemeinen nicht sehr genau, dienen aber als Abschätzung für die sonst fehlenden Kennwerte. Entsprechend der berechneten Auslastung werden die Bausteine im Modelleditor mit einer Farbabstufung von Grün nach Rot markiert, Bausteine und Förderstrecken leuchten rot bei Überlastung. Die dargestellten Ergebnisse im Modelleditor zu Bausteinen und Förderstrecken sind umschaltbar durch den Nutzer (Abb. 6). Je nach den in den Bausteinen hinterlegten Berechnungen sind jedoch nicht immer alle Kenn-größen verfügbar. Die Implementierung des Baukastensystems wurde mit Java (Release 1.5) vorgenommen. Für das Kernsystem wird dabei das in Abbildung 7 dargestellte Klassen-Konzept umgesetzt. Ausgehend von einer allgemeinen Klasse (Object3D) für Visualisierung von und Interaktionen mit grafischen Objekten wurden für Bausteine (AbstractNode) und Förderstrecken (Connection) die jeweiligen Klassen abgelei-tet. Für die Förderstecken ergibt sich dabei eine weitgehend einheitliche Beschreibungsform, die lediglich durch die Parametrierung (Vorlagen in der Förderstrecken-Bibliothek als XML-Datei) auf den konkreten Einsatz im Modell des Materialflusssystems angepasst werden muss. Anders verhält es sich mit den Bausteinen: Durch die mögliche Vielfalt von Bausteinen und den ihnen zu Grunde liegenden Berechnungsverfahren muss es auch eine Vielzahl von Klassen geben. Um jedoch für jeden belie-bigen Baustein den Zugriff (Bereitstellung von Eingangsdaten, Berechnung und Bereitstellung der Ergebnisse) in einer identischen Weise zu gewährleisten, muss es dafür eine nach außen einheitliche Schnittstelle geben. Die Java zu Grunde liegende objektorientierte Programmierung bietet mit dem Konzept der „abstrakten Klasse“ eine Möglichkeit, dies in einfacher Weise zu realisieren. Dazu wird mit AbstractNode quasi eine Vorlage entwi-ckelt, von der alle implementierten Baustein-Klassen abgeleitet sind. AbstractNode selbst enthält alle Methoden, mit denen Baustein-Daten übernommen oder übergeben, die jeweiligen Visualisierungen vorgenommen, die baustein-internen Verbindungen (lokale Transportmatrix) verwaltet und Ein- und Ausgänge mit den zugehörigen Förderstrecken verbunden werden. Die für den Aufruf der eigentlichen Berechnungen in den Bausteinen ver-wendeten Methoden sind deklariert, aber nicht implementiert (sogenannte abstrakte Methoden). Ein Baustein wird von AbstractNode abgeleitet und erbt damit die implementierten Methoden, lediglich die abstrakten Methoden, die die Spezifik des Bausteins ausmachen, sind noch zu implementieren. Um neue Bausteine zu erzeugen, wird Unterstützung in Form eines Bildschirmdialogs angeboten (Abb. 8). Danach sind die entsprechenden Angaben zu den Metadaten, zur Struktur und zur Visualisierung des Bausteins, die Eingangsparameter (Name und Erläuterung) sowie die berechenbaren Ergebnisse (z.B. Auslastung, Quantile der Warteschlangenlänge, aber keine Aussage zu Wartezeiten usw.) anzugeben. Nach Bestätigung der Daten und diversen Syntax- bzw. Semantik-Kontrollen wird der Baustein in der Bibliothek registriert, ein Sourcecode für den neuen Baustein generiert und kompiliert. Der Baustein selbst ist damit formal korrekt und kann sofort verwendet werden, liefert aber noch keine verwertbaren Ergebnisse, weil natürlich die Implementierung des Berechnungsverfahrens selbst noch aussteht. Das muss in einem zweiten Schritt im Rah-men der üblichen Software-Entwicklung nachgeholt werden. Dazu sind die Berechnungsverfahren zu implemen-tieren und die Bausteinschnittstellen zu bedienen. Der generierte Java-Code enthält in den Kommentaren eine Reihe von Hinweisen für den Programmierer, so dass sich problemlos die Schnittstellen des Bausteins program-mieren lassen (Abb. 9). In einem Beispiel werden ein Hochregallager (3 Regalbediengeräte) und zwei Kommissionierplätze durch ein Transportsystem verbunden. Mit der Einlastung von Kommissionieraufträgen werden im Simulationsmodell die entsprechenden Transportaufträge generiert und abgearbeitet (Abb. 10). Dabei können Systemzustände (z.B. Warteschlangen) protokolliert und statistisch ausgewertet werden. Ein entsprechendes Modell für den Baukasten ist in Abbildung 11 dargestellt. Der Vorteil des Baukastensystems liegt selbst bei diesem recht einfachen Beispiel im Zeitvorteil: Für Erstellung und Test des Simulationsmodells und anschließende Simulationsläufe und Auswertungen wird ein Zeitaufwand von ca. 4-5 Stunden benötigt, das Baukastenmodell braucht für Erstellung und korrekte Parametrierung weniger als 0,5 Stunden, die Rechenzeit selbst ist vernachlässigbar gering. Sollte im Ergebnis der Untersuchungen eine Änderung des Materialflusssystems notwendig werden, so führt das im Simulationsmodell teilweise zu erheblichen Änderungen (Abläufe, Steuerungsstrategien, Auswertungen) mit entsprechendem Zeitaufwand. Im Baukasten können dagegen in einfacher Weise zusätzliche Bausteine eingefügt oder vorhandene ersetzt werden durch Bausteine mit geänderter Funktion oder Steuerung. Strukturelle Änderungen am Materialflusssys-tem sind also mit deutlich geringerem Aufwand realisierbar. In [Markwardt2003] werden für mehrere Strukturen von Materialflusskomponenten Fehlerbetrachtungen über die Genauigkeit der mittels neuronaler Netze untersuchten Systeme gegenüber den Simulationsergebnissen vorge-nommen. Danach ergibt sich beispielsweise für das 90%-Quantil der Warteschlange eine Abweichung, die mit 90% Sicherheit kleiner als 0,3 Warteplätze ist. Bei den Variationskoeffizienten des Abgangsstroms betragen die absoluten Abweichungen mit 90% Sicherheit nicht mehr als 0,02 bis 0,05 (in Abhängigkeit vom betrachteten Baustein). Daraus wird die Schlussfolgerung abgeleitet, dass die durch Verknüpfung neuronaler Netze gewonne-nen Aussagen sehr gut mit statistischen Ergebnissen diskreter Simulation übereinstimmen und eine Planungssi-cherheit ermöglichen, die für einen Grobentwurf von Materialflusssystemen weit über die heute gebräuchlichen statischen Berechnungsverfahren hinausgehen. Im konkreten Beispiel wurde die Zahl der Pufferplätze vor den Kommissionierern (Work1 bzw. Work2) zu-nächst auf 3 begrenzt. Die Berechnung im Baukasten ergab dabei in beiden Fällen Fehlermeldungen mit dem Hinweis auf Blockierungen (Abb. 12, links). Diese bestätigten sich auch im Simulationsmodell (Abb. 12, rechts). Nach Vergr��ßerung der Pufferstrecken auf 7 Plätze ist die Blockierungsgefahr auf ein vertretbares Minimum reduziert, und die mit dem Baukasten berechneten Kenngrößen können durch die Simulation prinzipiell bestätigt werden. it dem offenen Baukastensystem ist eine schnelle, einfache, sichere und damit wirtschaftlichere Dimensionie-rung von Materialflusssystemen möglich. Für den Anwender sind sofort statistisch abgesicherte und ausreichend genaue Ergebnisse ohne aufwändige Berechnungen verfügbar, womit sich die Planungsqualität erhöht. Besonde-re Anforderungen an Hard- und Software sind dabei nicht erforderlich. Für die Dimensionierung der einzelnen Bausteine stehen Informationen aus der Bedienungstheorie, Simulati-onswissen und numerische Verfahren direkt und anwendungsbereit zur Verfügung. Es erlaubt eine deutlich vereinfachte Berechnung von statistischen Kenngrößen wie Quantile (statistische Obergrenzen) der Pufferbelegung, Auslastung von Einzelelementen und mittlere Auftragsdurchlaufzeit bei gleichzeitig erhöhter Genauigkeit. Ferner ist das Baukastensystem offen für eine Erweiterung um neue Bausteine, die neue oder spezielle fördertechnische Elemente abbilden oder zusätzliche Informationen liefern können. Da auch komplexe Materialflusssysteme immer wieder aus einer begrenzten Anzahl unterschiedlicher Kompo-nenten bestehen, können durch die Verknüpfung der Einzelbausteine auch Gesamtsysteme abgebildet werden. Die Verknüpfung der Bausteine über eine einheitliche Schnittstelle erlaubt Aussagen über das Verhalten der Gesamtanlage. Bei Einsatz des Baukastensystems sind in einer solchen Verknüpfung jederzeit Parameterände-rungen möglich, deren Folgen sofort sichtbar werden. Die Zeit bis zum Vorliegen gesicherter, ausreichend genauer Ergebnisse wird dadurch drastisch verkürzt. Damit erwächst Variantenuntersuchungen bereits in frühen Planungsphasen neues Potential und kann zum entscheidenden Wettbewerbsvorteil werden.

Dimensionierung von Entkopplungspuffern in dynamischen Fertigungsprozessen mittels Warteschlangen

Auf Grund eines zufälligen, weil nicht exakt vorhersehbaren Eintreffens von Fertigungsaufträgen und Ausgangsmaterialien (Anlieferung von Zulieferer, Bereitstellung aus einem Lager) an einem ersten Fertigungsbereich und einer nicht konstanten Durchlaufzeit kommt es zu einer unregelmäßigen Bereitstellung der bearbeiteten Aufträge am sich anschließenden zweiten Fertigungsbereich. Um dort jedoch eine hohe Auslastung zu erzielen, wird eine kontinuierliche Bearbeitung und damit getaktete Bereitstellung angestrebt. Die Lösung ist ein Zwischenspeicher oder Puffer, der die beiden Prozesse entkoppelt. Es wird ein Verfahren vorgestellt, mit dem die Verteilung der Pufferbelegung auf analytischem Wege bestimmt und damit die erforderliche Größe des Entkopplungspuffers mit einer vorgegebenen statistischen Sicherheit abgeleitet werden kann.

Integrierte Sicherheitsmerkmale als Schutz vor Produktpiraterie im Maschinen- und Anlagenbau

Die Bedrohung durch Produktpiraterie wächst ständig, besonders der deutsche Maschinen- und Anlagenbau ist mehr und mehr davon betroffen. Um Komponenten und Ersatzteile zu schützen, wurde ein technisches Konzept zur Abwehr von Produktpiraterie entwickelt. In diesem System werden Teile mit kopiersicheren Echtheitsmerkmalen gekennzeichnet, welche an diversen Identifikations- und Prüfpunkten entlang der Supply-Chain und besonders beim Einsatz in der Maschine ausgelesen und geprüft werden. Die Prüfergebnisse werden in einer zentralen Datenbank gespeichert, um neue Services zu ermöglichen und die Kommunikation zwischen Hersteller und Kunde zu erleichtern.

InUse – Intelligente Unterlegscheibe zur Messung der Kräfte in Schraubverbindungen

Die lösbare Verbindung von mechanischen Komponenten innerhalb von Maschinen und Anlagen wird zumeist über Schraubverbindungen realisiert. Um eine ausreichende Verbindung zu erzielen werden derzeit die Klemmkräfte durch ein definiertes Anzugsmoment aufgebracht. Bei der Berechnung des Momentes entsprechend der benötigten Kraft finden Reibbeiwerte innerhalb der Schraubverbindung Berücksichtigung, welche nur bedingt ermittelt werden können. In kritischen Maschinenkomponenten wird daher eine Überdimensionierung der Schrauben zur Erhöhung der Sicherheit akzeptiert. Die direkte Kraftmessung mittels einer intelligenten Unterlegscheibe und eine transpondergestützte Datenübertragung ermöglicht es, die Kräfte genau einzustellen und somit die Sicherheit zu erhöhen.

Lagerverwaltung und Bestandsmanagement in dezentral gesteuerten Systemen

Die Verwaltung von Lagerbeständen in Unternehmen muss erhebliche Anforderungen an die Datenverfügbarkeit, -sicherheit und -konsistenz erfüllen. Dies wird heute durch eine zentrale Datenhaltung in Lagerverwaltungssystemen gewährleistet. Auf der anderen Seite ist in vielen Bereichen (z. B. Materialfluss- und Transportsteuerung, Produktionssteuerung) eine Entwicklungstendenz in Richtung dezentraler Steuerungsstrategien zu beobachten, welche eine erhöhte Flexibilität und reduzierte Komplexität versprechen. Im Rahmen eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekts werden im vorliegenden Beitrag Konzepte zur verteilten Gestaltung von Lagerverwaltungssystemen vorgestellt und diskutiert.

Ein "Parlamentsheer" ohne "preußische Erbstücke"? Der zivil-militärische Konflikt um die Kaiserlichen Schutztruppen

Die Kaiserlichen Schutztruppen waren im Unterschied zur Preußischen Armee und zur Marine der Kaiserlichen Kommandogewalt weitgehend entzogen. Dieser Bruch mit der konservativen Militärpolitik wurde dadurch ermöglicht, dass die politischen und militärischen Eliten in der Gründungsphase der Schutzgebiete und -truppen den absoluten Primat auf die kontinentale Sicherheit legten und ein ernsthaftes Engagement der etablierten Streitkräfte an der Peripherie entschieden ablehnten. Den Führungsspitzen der Armee und der Marine missfiel es aber grundsätzlich, dass die leitenden Stellen der zivilen Kolonialbehörden militärische Kernkompetenzen ausübten. Durch die ganze Institutionsgeschichte der Schutztruppe hindurch sollten sie daher in einem Konflikt mit den Kolonialbehörden über die konstitutionelle Stellung dieser militärischen Formation stehen. Zwar blieb die zivile Kontrolle über das Militär in den Kolonien auf dem Papier erhalten, sie konnte in ausgeprägten Bedrohungslagen dem Druck der Militärs jedoch nicht standhalten. So ignorierte der Kommandeur der ostafrikanischen Schutztruppe, von Lettow-Vorbeck, alle verfassungsrechtlichen Hindernisse und übernahm die militärische Macht im Schutzgebiet. Obwohl es sich dabei letztlich um einen Militärputsch handelt, war Lettow-Vorbecks Handlungsweise zutiefst in der preußischen Militärtradition verankert und machte es möglich, dass der Kommandeur zum Kriegshelden wurde.

Patientensicherheit in der Hausarztpraxis

Einleitung Aus der Schweizer Grundversorgung lagen bisher noch keine systematischen Daten zu kritischen Ereignissen und zum Sicherheitsklima vor. Aus diesem Grund wurde eine Befragung von Ärzten und Medizinischen Praxisassistentinnen (MPA) in Deutschschweizer Hausarztpraxen sowie ein Folgeprojekt spezifisch zur Telefon-Triage durchgeführt. Methoden Mit Hilfe eines standardisierten Fragebogens wurden Fachpersonen in Hausarztpraxen zu Sicherheitsrisiken und zum Sicherheitsklima in ihren Praxen befragt. Der Fragebogen enthielt neben Fragen zum Sicherheitsklima Beschreibungen von 23 kritischen Ereignissen in Hausarztpraxen, die bezüglich Häufigkeit des Auftretens in der Praxis in den vergangenen zwölf Monaten sowie der Schadensfolge beurteilt wurden, als das Ereignis zum letzten Mal in der Praxis aufgetreten ist. Zudem beantworteten Ärzte und MPA eine offene Frage, nach den für sie besonders relevanten Risiken für die Patientensicherheit in ihren Praxen. Im Folgeprojekt wurden Interviews und Gruppendiskussionen mit MPA und Ärzten geführt, um eine Prozessanalyse der Telefon-Triage durchzuführen und ein Hilfsmittel für Hausarztpraxen zur Stärkung einer sicheren Telefon-Triage zu entwickeln. Ergebnisse 630 Ärzte und MPA (50,2% Ärzte, 49,8% MPA) haben an der Studie teilgenommen. 30% der Ärzte und 17% der MPA gaben an, mindestens einen der untersuchten Ereignisse täglich oder wöchentlich in ihrer Praxis zu beobachten. Fehler bei der Dokumentation wurden am häufigsten beobachtet. Ereignisse, die sich aufgrund der Schadensfolge als besonders relevant erwiesen, waren Fehleinschätzungen bei Kontaktaufnahmen der Patienten mit der Praxis, Diagnosefehler, mangelnde Überwachung von Patienten nach therapeutischen Massnahmen und Fehler in Zusammenhang mit der Medikation. Die Medikation (28% der Nennungen), medizinische Verrichtungen in der Praxis (11%) und die Telefon-Triage (7%) wurden am häufigsten als die Risiken genannt, die die Studienteilnehmer in ihren Praxen gerne eliminieren würden. In Bezug auf das Sicherheitsklima erwiesen sich insbesondere Teamsitzungen und regelmässige Qualitätszirkel-Teilnahme als relevante Prädiktoren für die Dimension „Teambasierte Aktivitäten und Strategien zur Fehlerprävention“. Berufsgruppenunterschiede zwischen Ärzten und MPA konnten sowohl hinsichtlich der berichteten Sicherheitsrisiken, als auch beim Sicherheitsklima beobachtet werden. Fazit Die Ergebnisse der Studie legen die Telefon-Triage als bislang wenig beachteten jedoch sehr relevanten Sicherheitsbereich in der Grundversorgung dar. Um die Sicherheit der Telefon-Triage zu stärken, wurde ein Anschlussprojekt durchgeführt, aus dem heraus ein Leitfaden für Hausarztpraxen entwickelt wurde. Dieser Leitfaden soll Ärzte und MPA in einer gemeinsamen und kritischen Auseinandersetzung von Strukturen und Prozessen rund um die Telefon-Triage sowie der Entwicklung von Verbesserungsschritten unterstützen. Die systematisch beobachteten Berufsgruppenunterschiede sind ein wichtiger Hinweis dafür, dass das gesamte Praxisteam in die Analyse von Sicherheitsrisiken und die Entwicklung von Massnahmen einbezogen werden sollte. Nur so können Risiken umfassend erfasst und für alle Fachpersonen relevante und getragene Verbesserungen initiiert werden. Dieser Ansatz der Team-Involvierung bildet die Basis für den Praxisleitfaden zur Telefon-Triage.

Internationale Schiedsgerichtsbarkeit der Schweiz: vom Forum running zum judgment running?

Zum 65. Geburtstag von Prof. Dr. iur. et lic. oec. Heinrich Koller, haben über 40 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesamtes für Justiz (BJ) eine Festschrift für ihren scheidenden Direktor verfasst. Die in deutscher und französischer Sprache verfassten Beiträge spiegeln das breite Spektrum einer Institution, aus deren «atelier» manch ein Gesetzesentwurf stammt. Oft übersehen wird dabei, dass das BJ aber auch eine «Werkstatt» ist, die das geltende Recht umsetzt und im Rahmen dieser Konkretisierung wichtige Akzente setzt. Die Festschrift bietet damit einen Blick hinter die Kulissen eines wichtigen Kompetenzzentrums für Rechtsfragen und beleuchtet aktuelle Probleme aus «erster Hand». Abgerundet wird die Festschrift mit einem Grusswort des Vorstehers EJPD (Bundesrat Christoph Blocher) und einem Schriftenverzeichnis von Heinrich Koller. Enthalten ist unter Anderem - die Bundesverfassung - weitere wichtige Gesetze und Verordnungen aus dem öffentlichen Recht - ZGB und Nebenerlasse - OR und Nebenerlasse - Erlasse zum Strafrecht und zur Strafrechtspflege - Gesetze zu Gesundheit, Arbeit und sozialer Sicherheit - wichtige Gesetze zu Wirtschaft und Kredit Autorinnen und Autoren Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesamtes für Justiz

Das Paradox der Wahlbeteiligung, das keines ist. Eine theoretische Rekonstruktion und empirische Anwendung des Ansatzes von Downs aus der Perspektive der Theorie subjektiver Werterwartung

Seit der richtungweisenden wie einflußreichen Arbeit von Downs (1957) wird in der empirischen Wahlforschung das „Paradox der Wahlbeteiligung“ kontrovers diskutiert. Kritiker des ökonomischen Ansatzes führen gerade dieses Paradox an, um die Grenzen von Rational-Choice-Theorien aufzuzeigen (z.B. Green und Shapiro 1994). Ausgangspunkt dieser Debatte ist zunächst der Versuch von Downs, die Beteiligung von Individuen an politischen Wahlen mit der Theorie rationaler Entscheidung zu erklären: Demnach beteiligen sich Wahlberechtigte an Wahlen, wenn aus ihrer Sicht der erwartete Nutzen der Wahlbeteiligung (etwa persönliche Vorteile nach dem Wahlsieg der präferierten Partei) die anfallenden Kosten der Wahlbeteiligung (etwa zeitlicher Aufwand für Beschaffung, Auswertung und Analyse von Informationen über das Politikangebot) übersteigt. Wahlberechtigte diskontieren den zu maximierenden Nutzen aus ihrer Wahlbeteiligung mit der Wahrscheinlichkeit, daß ihre eigene Stimme der präferierten Partei zum Wahlsieg verhilft. Allerdings tendiert diese Wahrscheinlichkeit, den Wahlausgang alleine zu entscheiden, mit der anwachsenden Größe des Elektorats gegen Null. Da aber aus Sicht des einzelnen Wählers die eigene Stimme so gut wie keinen entscheidenden Einfluß auf den Wahlausgang hat, aber mit Sicherheit Informations-, Opportunitäts- und Teilnahmekosten anfallen, die dann immer größer als die mit der Erfolgswahrscheinlichkeit gewichteten Nutzeneinkommen sind, ist es höchst unwahrscheinlich, daß sich ein instrumentell rationaler Akteur an politischen Wahlen beteiligt (Downs 1957: 244–245). Jedoch sind in modernen Demokratien die Beteiligungen an politischen Wahlen mitunter beträchtlich, und diese empirische Beobachtung widerspricht der ökonomischen Theorie des Wählens von Downs (1957)1. Es stellt sich also die Frage, warum sich Wahlberechtigte an politischen Wahlen beteiligen und warum die Wahlbeteiligungen zumeist recht hoch sind (vgl. Palfrey und Rosenthal 1993).

Clinical Significance of 3D Ultrasound Compared to MRI in Uterine Malformations

Purpose: Congenital uterine anomalies often remain asymptomatic until they cause problems, for example during pregnancy. We studied the diagnostic aspects of two- and three-dimensional ultrasound and MRI. Materials and Methods: 63 women referred for suspected uterine anomalies were studied: In the first group (until July 2008) with 2 D-US and MRI, in the second group (from August 2008) additionally with 3 D-US; these women also had diagnostic or therapeutic operative confirmation. In the third group, only 3D-US was used. Results: In all women 3D-US was possible and successful. The most common anomaly was a subseptate uterus, while a septate uterus was less frequent, and uterus bicornis (unicollis) and uterus didelphys (bicornis bicollis) were rare. The women in the first two groups all underwent at least diagnostic hysteroscopy, and some (subseptate or septate uterus) underwent operative hysteroscopy. After preoperative volume imaging, laparoscopies were required less often. 3D-US diagnoses as judged by intraoperative findings were correct in 100 % of cases, while the MRI diagnoses in the same group were correct in only 7/13 cases. Conclusion: Since the introduction of volume imaging (MRI, later 3 D-US), laparoscopy during hysteroscopic septum resection was not necessary in the majority of cases. 3D-US brings the diagnostics of uterine anomalies back into the hands of the gynecologist and can provide the gynecological surgeon with a higher subjective degree of certainty during operative hysteroscopy.

Liver Remnant Regeneration in Donors After Living Donor Liver Transplantation: Long-Term Follow-Up Using CT and MR Imaging

Purpose: To assess liver remnant volume regeneration and maintenance, and complications in the long-time follow-up of donors after living donor liver transplantation using CT and MRI. Materials and Methods: 47 donors with a mean age of 33.5 years who donated liver tissue for transplantation and who were available for follow-up imaging were included in this retrospective study. Contrast-enhanced CT and MR studies were acquired for routine follow-up. Two observers evaluated pre- and postoperative images regarding anatomy and pathological findings. Volumes were manually measured on contrast-enhanced images in the portal venous phase, and potential postoperative complications were documented. Pre- and postoperative liver volumes were compared for evaluating liver remnant regeneration. Results: 47 preoperative and 89 follow-up studies covered a period of 22.4 months (range: 1 - 84). After right liver lobe (RLL) donation, the mean liver remnant volume was 522.0 ml (± 144.0; 36.1 %; n = 18), after left lateral section (LLS) donation 1,121.7 ml (± 212.8; 79.9 %; n = 24), and after left liver lobe (LLL) donation 1,181.5 ml (± 279.5; 72.0 %; n = 5). Twelve months after donation, the liver remnant volume were 87.3 % (RLL; ± 11.8; n = 11), 95.0 % (LS; ± 11.6; n = 18), and 80.1 % (LLL; ± 2.0; n = 2 LLL) of the preoperative total liver volume. Rapid initial regeneration and maintenance at 80 % of the preoperative liver volume were observed over the total follow-up period. Minor postoperative complications were found early in 4 patients. No severe or late complications or mortality occurred. Conclusion: Rapid regeneration of liver remnant volumes in all donors and volume maintenance over the long-term follow-up period of up to 84 months without severe or late complications are important observations for assessing the safety of LDLT donors. Key Points: Liver remnant volumes of LDLT donors rapidly regenerated after donation and volumes were maintained over the long-term follow-up period of up to 84 months without severe or late complications.

Das Alter im Wandel

Die Schweiz gehört weltweit zu den Nationen mit der höchsten Lebenserwartung. Zentrale Erklärungsfaktoren sind neben den grossen medizinischen Fortschritten die besseren Arbeitsund Ausbildungsbedingungen sowie die hohe soziale Sicherheit. Die längere Lebenserwartung hat zu einer Umwälzung des Verständnisses des menschlichen Lebenslaufes geführt. Da «das Alter» nunmehr einige Jahrzehnte umfasst, zwang sich eine Differenzierung in ein drittes und viertes Lebensalter auf. Ist das dritte Lebensalter – die Zeit zwischen 65 und 80 Jahren, das gesunde, aktive Alter – geprägt von einer markanten Verbesserung der Lebensbedingungen, trifft dies für das vierte Lebensalter nur bedingt zu. Die Jahre ab 80 sind nämlich nach wie vor geprägt von einer zunehmenden Fragilisierung aufgrund der verstärkten Multimorbidität und erhöhten Inzidenz von Demenzen. In diesem Beitrag soll der Fokus auf das dritte Lebensalter gelegt werden, welches durch einen ausgeprägten gesellschaftlichen Wandel gekennzeichnet ist.

Jesus, Ufos, Aliens - Eine Rezension: Kreiner, Armin (2011): Jesus - UFOs - Aliens. Außerirdische Intelligenz als Herausforderung für den christlichen Glauben. Freiburg im Breisgau: Herder

Hinter dem vielleicht etwas zu stark auf ein weiteres Publikum zielenden Titel verbirgt sich ein durch und durch seriöses Buch über das "faszinierendste Projekt“, mit dem der Autor sich je befasst habe (S. 7). Wenn es überhaupt Menschheitsfragen gebe, zähle die Frage, ob wir "allein" im Universum sind, mit Sicherheit dazu. Da damit die erste deutschsprachige Monographie seit mehreren Jahrzehnten zum Thema vorliegt, ist sie hier sicher einer Besprechung wert.

Ein aggressiver Patient in meinem Dienst – Teil 2: Behandlung von und Umgang mit Aggression im klinischen Setting

Quintessenz • Das Erkennen von Frühwarnzeichen, Erheben einer Risikoeinschätzung bei Eintritt und der professionelle Umgang mit aggressiven Verhaltensweisen können zu Schadensbegrenzung und geringerem Verletzungsrisiko bei Patienten, Angehörigen und medizinischem Personal beitragen. • Nicht zögern bei pharmakotherapeutischen und nichtmedikamentösen, der Sicherheit dienenden Massnahmen gegen Gewalt und Aggression. • Bei selbst- und fremdaggressivem Verhalten werden Krisengespräch und Kriseninterventionsmassnahmen in der Regel durch einen psychiatrischen Dienst, auf der psychiatrischen Abteilung Isolations- und Zwangsmassnahmen ausgeführt. • Bei Selbst- und Fremdgefährdung im Rahmen einer psychischen Störung und/oder Intoxikation können die Anordnung einer fürsorgerischen Unterbringung und Einweisung in eine psychiatrische Klinik in Begleitung der Sanität und/oder Polizei erforderlich sein. • Die Teilnahme an Kursen für Aggressionsmanagement ist insbesondere für Personal von Psychiatrie und Notfallzentren empfohlen.