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Eine mit digitalen Informationen angereicherte Realität spielt eine zunehmend wichtigere Rolle in unserem Alltag, aber auch im Chemieunterricht. So werden Lehr-Lernszenarien mit Augmented Reality (AR) positive Effekte auf den Wissenserwerb, Motivation und andere Faktoren des Lernens zugeschrieben. Dieser Beitrag gibt einerseits einen Überblick über medienfachdidaktische Gestaltungsparameter und andererseits werden Werkzeuge vorgestellt, um diese Technologie AR-gestütztes Unterrichtsmaterial zu erstellen.
Dieses Kapitel diskutiert die Notwendigkeit einer stärkeren Praxisorientierung für die Schaffung konkreter Lehr- und Lernräume in Unternehmen und zeigt die Vorteile einer Lernfabrik vor dem Hintergrund der stattfindenden Digitalisierung als Mittel zur Kompetenzentwicklung auf. Die technologiebedingt erweiterten Weiterbildungsziele erfordern die Nutzung geeigneter Konzepte und Lösungen. Dahingehend erfolgt die zielorientierte Konkretisierung der Kreation geeigneter Lehr- und Lernsituationen. Die Darstellung der Nutzbarmachung einer Modellfabrik als Lernfabrik der betrieblichen Weiterbildungspraxis zeigt nicht nur eine Lösung für die intendierte Bereitstellung flexibler Lehr- und Lernsituationen, sondern liefert ebenso Handlungsempfehlungen und Best-Practices für die erfolgreiche Kompetenzentwicklung. Insbesondere Praktiker profitieren von der Darstellung der Lernfabrik: aus dieser können sowohl betriebliche Weiterbildner als auch Geschäftsverantwortliche Implikationen für die didaktische Transformation betrieblicher Arbeitsorte in betriebliche Lern-Orte ableiten. Die detaillierte Darstellung einer Tagesschulung zum Thema Auswirkungen von Industrie 4.0 auf die Arbeit der Mitarbeiter sowie Illustration eines Lernszenarios geben reale Einblicke, wie betriebliche Weiterbildung abseits von Lehr-Lern-Kurzschluss-orientierter Didaktik gelingt.
E-Assessment etablieren
(2020)
Elektronische Lernstandserhebungen, sogenannte E-Assessments, bieten für Lehrende und Studierende viele Vorteile z. B. hinsichtlich schneller Rückmeldungen oder kompetenzorientierter Fragenformate, und ermöglichen es, unabhängig von Ort und Zeit Prüfungen zu absolvieren. In diesem Beitrag werden die Einführung von summativen Lernstandserhebungen, sogenannter E-Klausuren, am Beispiel der Universität Potsdam, der Aufbau einer länderübergreifenden Initiative für E-Assessment sowie technische Möglichkeiten für dezentrale elektronische Klausuren vorgestellt. Dabei werden der aktuelle Stand, die Ziele und die gewählte stufenweise Umsetzungsstrategie der Universität Potsdam skizziert. Darauf aufbauend folgt eine Beschreibung des Vorgehens, der Kooperationsmöglichkeiten für den Wissens- und Erfahrungsaustausch sowie Herausforderungen der E-Assessment- Initiative. Abschließend werden verschiedene E-Klausurformen und technische Möglichkeiten zur Umsetzung komplexer Prüfungsumgebungen klassifiziert sowie mit ihren charakteristischen Vor- und Nachteilen diskutiert und eine integrierte Lösung vorgeschlagen.
RailChain
(2023)
The RailChain project designed, implemented, and experimentally evaluated a juridical recorder that is based on a distributed consensus protocol. That juridical blockchain recorder has been realized as distributed ledger on board the advanced TrainLab (ICE-TD 605 017) of Deutsche Bahn.
For the project, a consortium consisting of DB Systel, Siemens, Siemens Mobility, the Hasso Plattner Institute for Digital Engineering, Technische Universität Braunschweig, TÜV Rheinland InterTraffic, and Spherity has been formed. These partners not only concentrated competencies in railway operation, computer science, regulation, and approval, but also combined experiences from industry, research from academia, and enthusiasm from startups.
Distributed ledger technologies (DLTs) define distributed databases and express a digital protocol for transactions between business partners without the need for a trusted intermediary. The implementation of a blockchain with real-time requirements for the local network of a railway system (e.g., interlocking or train) allows to log data in the distributed system verifiably in real-time. For this, railway-specific assumptions can be leveraged to make modifications to standard blockchains protocols.
EULYNX and OCORA (Open CCS On-board Reference Architecture) are parts of a future European reference architecture for control command and signalling (CCS, Reference CCS Architecture – RCA). Both architectural concepts outline heterogeneous IT systems with components from multiple manufacturers. Such systems introduce novel challenges for the approved and safety-relevant CCS of railways which were considered neither for road-side nor for on-board systems so far. Logging implementations, such as the common juridical recorder on vehicles, can no longer be realized as a central component of a single manufacturer. All centralized approaches are in question.
The research project RailChain is funded by the mFUND program and gives practical evidence that distributed consensus protocols are a proper means to immutably (for legal purposes) store state information of many system components from multiple manufacturers. The results of RailChain have been published, prototypically implemented, and experimentally evaluated in large-scale field tests on the advanced TrainLab. At the same time, the project showed how RailChain can be integrated into the road-side and on-board architecture given by OCORA and EULYNX.
Logged data can now be analysed sooner and also their trustworthiness is being increased. This enables, e.g., auditable predictive maintenance, because it is ensured that data is authentic and unmodified at any point in time.
Um auch die unbeabsichtigten Folgen ihrer Politik zu ermitteln, unternehmen Regierungen umfassende Gesetzesfolgenabschätzungen. Immer häufiger lassen sie sich dabei von unabhängigen Expertengremien kontrollieren. Doch: Wie erzielen diese Gremien Einfluss? Und welche Rolle spielen sie als Politikberater für Bürokratieabbau und bessere Rechtsetzung? Das Buch eröffnet neue Einblicke in die Entwicklungshistorie und Handlungsrealität der drei erfahrensten Normenkontrollräte in Europa. Vor dem Hintergrund unterschiedlicher Verwaltungskulturen werden die Ratstypen „Wachhund“, „Torwächter“ und „Kritischer Freund“ herausgearbeitet. Die Ergebnisse schärfen die politische und wissenschaftliche Debatte um die Leistungsfähigkeit von Normenkontrollräten.
Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Industrie 4.0 Reifegradindex für produzierende Unternehmen (KMU und Mittelstand) mit diskreter Produktion. Die Motivation zu dieser Arbeit entstand aus dem Zögern vieler Unternehmen – insbesondere KMU und Mittelstand – bei der Transformation in Richtung Industrie 4.0. Im Rahmen einer Marktstudie konnte belegt werden, dass 86 Prozent der befragten produzierenden Unternehmen kein für ihr Unternehmen geeignetes Industrie 4.0 Reifegradmodell gefunden haben, mit dem sie ihren Status Quo bewerten und Maßnahmen für einen höheren Grad der Reife ableiten könnten. Die Bewertung bestehender Reifegradmodelle zeigte Defizite hinsichtlich der Industrie 4.0 Abdeckung, der Betrachtung der sozio-technischen Dimensionen Mensch, Technik und Organisation sowie der Betrachtung von Management und Unternehmenskultur. Basierend auf den aktuellen Industrie 4.0 Technologien und Handlungsbereichen wurde ein neues, modular aufgebautes Industrie 4.0 Reifegradmodell entwickelt, das auf einer ganzheitlichen Betrachtung aller sozio-technischen Dimensionen Mensch, Technik und Organisation sowie deren Schnittstellen basiert. Das Modell ermittelt neben dem Overall Industry 4.0 Maturity Index (OI4MI) vier weitere Indizes zur Bewertung der Industrie 4.0 Reife des Unternehmens. Das Modell wurde bei einem Unternehmen validiert und steht nun als Template für darauf aufbauende Forschungsarbeiten zur Verfügung.
At the beginning of 2020, with COVID-19, courts of justice worldwide had to move online to continue providing judicial service. Digital technologies materialized the court practices in ways unthinkable shortly before the pandemic creating resonances with judicial and legal regulation, as well as frictions. A better understanding of the dynamics at play in the digitalization of courts is paramount for designing justice systems that serve their users better, ensure fair and timely dispute resolutions, and foster access to justice. Building on three major bodies of literature —e-justice, digitalization and organization studies, and design research— Designing for Digital Justice takes a nuanced approach to account for human and more-than-human agencies.
Using a qualitative approach, I have studied in depth the digitalization of Chilean courts during the pandemic, specifically between April 2020 and September 2022. Leveraging a comprehensive source of primary and secondary data, I traced back the genealogy of the novel materializations of courts’ practices structured by the possibilities offered by digital technologies. In five (5) cases studies, I show in detail how the courts got to 1) work remotely, 2) host hearings via videoconference, 3) engage with users via social media (i.e., Facebook and Chat Messenger), 4) broadcast a show with judges answering questions from users via Facebook Live, and 5) record, stream, and upload judicial hearings to YouTube to fulfil the publicity requirement of criminal hearings. The digitalization of courts during the pandemic is characterized by a suspended normativity, which makes innovation possible yet presents risks. While digital technologies enabled the judiciary to provide services continuously, they also created the risk of displacing traditional judicial and legal regulation.
Contributing to liminal innovation and digitalization research, Designing for Digital Justice theorizes four phases: 1) the pre-digitalization phase resulting in the development of regulation, 2) the hotspot of digitalization resulting in the extension of regulation, 3) the digital innovation redeveloping regulation (moving to a new, preliminary phase), and 4) the permanence of temporal practices displacing regulation. Contributing to design research Designing for Digital Justice provides new possibilities for innovation in the courts, focusing at different levels to better address tensions generated by digitalization. Fellow researchers will find in these pages a sound theoretical advancement at the intersection of digitalization and justice with novel methodological references. Practitioners will benefit from the actionable governance framework Designing for Digital Justice Model, which provides three fields of possibilities for action to design better justice systems. Only by taking into account digital, legal, and social factors can we design better systems that promote access to justice, the rule of law, and, ultimately social peace.
Die Digitalisierung der Hochschulbildung wird seit circa 20 Jahren vorangetrieben, ist jedoch noch nicht in der Breite von Lehre und Studium angekommen. Die Anforderungen an Universitäten steigen, was sich unter anderem an den gesellschaftlichen Erwartungen nach mehr Internationalisierung, Heterogenität und Arbeitsmarktfähigkeit der Abschlüsse ablesen lässt. Neben der Umsetzung einzelner Leuchtturm-Projekte benötigt es für einen kontinuierlichen Wandel die Entwicklung einer lernfreundlichen Organisationskultur. Das Konzept der Communities of Practice (CoP) verbindet als soziale Lerntheorie den erforderlichen Paradigmenwechsel im Lehren und Lernen mit neuen Ansätzen der Organisationsentwicklung. Im Folgenden wird skizziert, wie E-Learning-Koordinatorinnen und -Koordinatoren in Studienbereichen formal in den Hochschulstrukturen verankert werden, CoP kultivieren und somit zur nachhaltigen Hochschulentwicklung beitragen können.
Der Einsatz digitaler Personalzeiterfassungssysteme bietet Unternehmen zahlreiche Vorteile, z. B. effizientere Lohn- und Gehaltsabrechnungen, mehr Transparenz und Übersicht über die Arbeitszeiten der Mitarbeiter sowie flexiblere Erfassungsmöglichkeiten. In der Testreihe werden neun Lösungen auf Funktionen, Benutzerfreundlichkeit, Kosten, Zuverlässigkeit, Kompatibilität, Implementierung und Barrierefreiheit getestet. Erfahren Sie, welche Lösungen am besten abschneiden und ob eine davon für Ihr Unternehmen geeignet ist.
Coronitalization
(2023)
Nach mehreren Jahren weltweiter Pandemie ist deutlich geworden, dass Corona Verwaltungshandeln in erheblichem Maße beeinflusst und bestimmt hat. Dieser Beitrag fasst die Forschung und empirischen Erkenntnisse zur Verwaltungsdigitalisierung während der Corona-Pandemie in Deutschland thematisch zusammen. Dabei wird untersucht, inwiefern die Kontaktbeschränkungen und Infektionsschutzmaßnahmen die Digitalisierungsvorhaben in der öffentlichen Verwaltung beeinflusst und vorangebracht haben. Insgesamt ist von einem Schub für die Digitalisierung durch die Corona-Pandemie auszugehen. Eine solche Coronitalization äußerte sich vor allem in verstärkten Investitionen in IKT und E-Services und der vermehrten Abkehr von analogen Prozessen sowie dem Einsatz flexibler Arbeitsmodelle, wie dem Homeoffice, unter Zuhilfenahme digitaler Infrastruktur.
Factory Innovation Award
(2023)
Einmal mehr brachte die Hannover Messe die Spitzen der Industrie zusammen, um die wegweisenden Innovationen des Jahres mit dem begehrten Factory Innovation Award 2023 zu ehren. Dieser renommierte Preis, der erstmals auf der Industrial Transformation Stage verliehen wurde, markierte den Höhepunkt einer spannungsgeladenen Veranstaltung.
Inhalt: Katja Mönnich: Eine Freundschaft, die Jahrzehnte überdauerte! Ein unveröffentlichter Brief Alexander von Humboldts an seinen langjährigen Freund Johann Karl Freiesleben Detlev Doherr: Interconnectedness und digitale Texte Ursula Thiemer-Sachse: Steinpatrizen aus dem alten Kolumbien zur Vorbereitung des Gusses von Goldobjekten in verlorener Form - Alexander von Humboldts "Kalendersteine" der Muisca Birgit Schneider: Berglinien im Vergleich - Bemerkungen zu einem klimageografischen Diagramm Alexander von Humboldts Ingo Schwarz: Friedrich L. Brand - 1922 bis 2012 Eberhard Knobloch: "Es wäre mir unmöglich nur ein halbes Jahr so zu leben wie er": Encke, Humboldt und was wir schon immer über die neue Berliner Sternwarte wissen wollten
Grenzen des Organiesierbaren
(2020)
Interessiert man sich für den gesellschaftlichen Einfluss der Organisationssoziologie auf die Praxis des Organisierens, so muss der Befund ernüchtern. Stärker als auf organisationssoziologische Wissensbestände wird in Unternehmen oder Verwaltungen auf aktuelle Managementtrends rekurriert. Man könnte diesen Befund beklagen und als fehlerhafte Rezeption der Praxis beiseitelegen. Alternativ ließe sich aber auch diskutieren, welchen Beitrag die Disziplin selbst zu dieser Rezeption leistet. Mit einer solchen Diskussion begibt man sich fast unweigerlich auf einen schwierigen Pfad. Zum einen kann die Soziologie gerade dann, wenn sie ihren Blick auf die Erforschung von Unternehmen oder Verwaltungen richtet, nicht die von der Praxis erwarteten positiven Antworten liefern. Gerade die Organisationssoziologie begibt sich zum anderen jedoch in direkte Konkurrenz zu Nachbardisziplinen wie die Betriebswirtschaftslehre oder die Organisationspsychologie, die die Rezeptionsfähigkeit ihrer Wissensbestände im Praxisfeld in den letzten Jahren unter Beweis gestellt haben. Die Erwartungen an die Umsetzbarkeit wissenschaftlicher Erkenntnisse in der Praxis sind dadurch gestiegen. Eine Soziologie, die ihre Erkenntniskraft in der kritischen Distanz sieht, mag das skeptisch stimmen. Es gilt daher, die Frage zu beantworten, wie die Praxisrelevanz einer Wissenschaft des zweiten Blicks auf Organisationen konkret aussehen kann. Diesem Vorhaben widmet sich das vorgelegte Promotionsprojekt. Die in der kumulativen Dissertation versammelten Beiträge verstehen sich allesamt als Erkundungen und Erprobungen der Praxisrelevanz der Organisationssoziologie anhand aktueller Managementfragen in Unternehmen. Die These lautet dabei, dass sich diese Praxisrelevanz nur als Kritik entfalten kann. Eine solche Kritik kann dabei zwei grundsätzliche Formen annehmen: Als Strukturkritik bezieht sie sich auf konkrete Organisationen, deren spezifische Eigenlogiken und strukturelle Verstrickungen. Sie beschreibt dabei für den Einzelfall Funktionen und Folgen von Erwartungsstrukturen, die sich dann z. B. fallvergleichend generalisieren oder typisieren lassen. Organisationssoziologische Strukturkritik kann sich damit sowohl als vergleichender, praxissensibler Forschungsansatz realisieren, als auch die Grundlage einer soziologisch orientierten Beratung bilden. Als Schematakritik richtet sie sich gegen verkürzte Vorstellungen des Organisierens, die sich etwa in Managementmoden finden lassen. Dem Kumulus zugrunde liegen fünf Beiträge, die konkrete Ausprägungen beider Kritikformen ausloten. Der erste Beitrag „Datafizierung und Organisation“ zeigt, wie Schematakritik an Nachbardisziplinen aussehen kann, indem er Organisation als blinden Fleck der Digitalisierungsforschung diskutiert und Anschlussstellen für interdisziplinäre Forschung ausweist. Daher liefert der Beitrag einen systematischen Zugang zu organisationalen Implikationen der Digitalisierung. Neben der Anreicherung der Digitalisierungsforschung kann die entwickelte Argumentation auch für die Praxis Erkenntniskraft haben, indem z. B. problematisiert wird, dass im Managementdiskurs um Digitalisierung überzogene Rationalisierungserwartungen herrschen oder durch digitale Infrastrukturen entstehende Informalitäten systematisch ausgeblendet werden Der zweite Beitrag „Führung als erfolgreiche Einflussnahme in kritischen Momenten“ legt eine Umdeutung des populären Managementbegriffs Führung durch Schematakritik vor. Damit trägt er in mehrfacher Hinsicht zu einer praxisrelevanten Neubestimmung von Führung bei. Für Führungskräfte ermöglicht er beispielsweise die Einsicht, dass sie ihre Führungsaufgaben auf kritische Momente konzentrieren können und postuliert die Abkehr vom heroischen Bild des dauerhaft Führenden. Diese Umdeutung kann auch für Führungskräfte in Organisationen entlastend sein, weist sie doch auf den Zusammenhang zwischen der organisationalen Verfasstheit und Führungschancen hin und eröffnet damit Gestaltungschancen jenseits der Führungskräfte- und Personalentwicklung. Für die Organisationsforschung liefert der Beitrag einen theoretisch integrierten Führungsbegriff, der Führung sowohl organisational als auch situativ bestimmt. Er steht somit exemplarisch für eine organisationssoziologische Schematakritik, die etablierte Managementbegriffe neu deutet. Der dritte Beitrag kritisiert mit dem Konzept der transformationalen Führung eine Managementmode und zeigt auf, wie das darin enthaltene Führungsmodell durch die Bildung moralischer Kategorien Organisationsprobleme auf Organisationsmitglieder (hier: Führungskräfte) verschiebt. Es wird einerseits eine organisationssoziologische Kritik am populären Managementkonzept der transformationalen Führung vorgelegt. Andererseits verdeutlicht der Beitrag anhand systemtheoretischer Konzepte wie elementarer Verhaltensweisen, Moral oder Rollentrennung exemplarisch, dass organisationssoziologisches Denken den Managementdiskurs bereichern kann, indem es Verkürzungen und Simplifizierungen aufdeckt und alternative Analyse- und Gestaltungsansätze bereitstellt. Dafür lässt sich auch im Praxisdiskurs Gehör finden, weil man annehmen darf, dass mit den Heilsversprechen von Kompaktlösungen auch Enttäuschungen einhergehen, für die die Organisationssoziologie Erklärungen liefern kann. Die Möglichkeiten und Grenzen von Strukturkritik werden in den letzten beiden Beiträgen diskutiert. Das Potenzial von Strukturkritik für die soziologisch orientierte Beratung von Organisationen exploriert der Beitrag „Die schwierige Liaison von Organisationssoziologie und Praxisbezug am Beispiel der Beratung“. Ausgehend vom Theorie-Praxis-Komplex wird eruiert, wie soziologischer Praxisbezug im Feld der Beratung aussehen kann. Dafür systematisiert der Beitrag organisationssoziologische Ansätze von Beratung und zeigt auf, wie ein genuin soziologischer Beratungsansatz aussehen könnte. Der letzte Beitrag stellt Grundzüge einer Methodologie strukturkritischer Forschung vor und illustriert diese an einem durchgeführten Forschungsprojekt zu Managementmoden. Anhand der Forschung in einem Produktionsbetrieb wird gezeigt, wie strukturkritische Forschung konkret aussehen kann. Solch strukturkritische Forschung steht im Forschungsprozess vor drei Herausforderungen: dem qualitativ hochwertigen Feldzugang, der Entwicklung einer für Forschung und Praxis instruktiven Fragestellung und der Rückspiegelung der Ergebnisse in das Feld. Der Beitrag stellt Grundzüge einer Methodologie strukturkritischer Organisationsforschung vor, die sich sachlich, zeitlich und sozial entlang der drei beschriebenen Momente des Feldzugangs, der Ausgangsfragestellung und der Rückspiegelung der Ergebnisse spezifizieren lassen.
Digitale Technologien bieten erhebliche politische, wirtschaftliche und gesellschaftliche Chancen. Zugleich ist der Begriff digitale Souveränität zu einem Leitmotiv im deutschen Diskurs über digitale Technologien geworden: das heißt, die Fähigkeit des Staates, seine Verantwortung wahrzunehmen und die Befähigung der Gesellschaft – und des Einzelnen – sicherzustellen, die digitale Transformation selbstbestimmt zu gestalten. Exemplarisch für die Herausforderung in Deutschland und Europa, die Vorteile digitaler Technologien zu nutzen und gleichzeitig Souveränitätsbedenken zu berücksichtigen, steht der Bildungssektor. Er umfasst Bildung als zentrales öffentliches Gut, ein schnell aufkommendes Geschäftsfeld und wachsende Bestände an hochsensiblen personenbezogenen Daten. Davon ausgehend beschreibt der Bericht Wege zur Entschärfung des Spannungsverhältnisses zwischen Digitalisierung und Souveränität auf drei verschiedenen Ebenen – Staat, Wirtschaft und Individuum – anhand konkreter technischer Projekte im Bildungsbereich: die HPI Schul-Cloud (staatliche Souveränität), die MERLOT-Datenräume (wirtschaftliche Souveränität) und die openHPI-Plattform (individuelle Souveränität).
Digital technology offers significant political, economic, and societal opportunities. At the same time, the notion of digital sovereignty has become a leitmotif in German discourse: the state’s capacity to assume its responsibilities and safeguard society’s – and individuals’ – ability to shape the digital transformation in a self-determined way. The education sector is exemplary for the challenge faced by Germany, and indeed Europe, of harnessing the benefits of digital technology while navigating concerns around sovereignty. It encompasses education as a core public good, a rapidly growing field of business, and growing pools of highly sensitive personal data. The report describes pathways to mitigating the tension between digitalization and sovereignty at three different levels – state, economy, and individual – through the lens of concrete technical projects in the education sector: the HPI Schul-Cloud (state sovereignty), the MERLOT data spaces (economic sovereignty), and the openHPI platform (individual sovereignty).
Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit dem Einfluss von Digitalisierung auf die öffentliche Verwaltung in Deutschland. Den konkreten Untersuchungsschwerpunkt bilden organisationale Routinen. Die Arbeit gibt einen konzeptionellen Überblick über die Begriffe Digitalisierung und organisationale Routinen und leitet daraus Arbeitsdefinitionen ab. Der theoretisch dargelegte Zusammenhang zwischen den beiden Phänomenen wird im Rahmen von drei teilstrukturierten Interviews mit Mitarbeitenden aus unterschiedlichen öffentlichen Verwaltungen untersucht. Die herausgearbeiteten Definitionen wurden den Interviewten vorgestellt und durch ein Repertoire an Fragen die Wahrnehmung des Digitalisierungsstandes i.V.m. Routinen abgefragt.
Die Ergebnisse zeigen, dass digitaler Wandel und Routinen in jedem der interviewten Fachbereiche zumindest unterbewusst wahrgenommen wird. Digitalisierung und organisationale Routinen stehen in Wechselwirkung zueinander, da die wiederholte routinierte Ausführung von Tätigkeiten die Implementierung von Digitalisierung begünstigt. Darüber hinaus führt digitaler Wandel zur Veränderung von Routinen, welche mit einem anfänglichen Mehraufwand verbunden ist. Störungen bei der Implementierung von Digitalisierung bringen eine Starrheit von Routinen mit sich u.A. durch eine fehlende Bereitschaft der Mitarbeitenden. Die grundlegend bestehende Wechselwirkung ist ausschlaggebend für die Schnittstellen zwischen Digitalisierung und organisationalen Routinen in der öffentlichen Verwaltung.
Digitalisation in industry – also called “Industry 4.0” – is seen by numerous actors as an opportunity to reduce the environmental impact of the industrial sector. The scientific assessments of the effects of digitalisation in industry on environmental sustainability, however, are ambivalent. This cumulative dissertation uses three empirical studies to examine the expected and observed effects of digitalisation in industry on environmental sustainability. The aim of this dissertation is to identify opportunities and risks of digitalisation at different system levels and to derive options for action in politics and industry for a more sustainable design of digitalisation in industry. I use an interdisciplinary, socio-technical approach and look at selected countries of the Global South (Study 1) and the example of China (all studies). In the first study (section 2, joint work with Marcel Matthess), I use qualitative content analysis to examine digital and industrial policies from seven different countries in Africa and Asia for expectations regarding the impact of digitalisation on sustainability and compare these with the potentials of digitalisation for sustainability in the respective country contexts. The analysis reveals that the documents express a wide range of vague expectations that relate more to positive indirect impacts of information and communication technology (ICT) use, such as improved energy efficiency and resource management, and less to negative direct impacts of ICT, such as electricity consumption through ICT. In the second study (section 3, joint work with Marcel Matthess, Grischa Beier and Bing Xue), I conduct and analyse interviews with 18 industry representatives of the electronics industry from Europe, Japan and China on digitalisation measures in supply chains using qualitative content analysis. I find that while there are positive expectations regarding the effects of digital technologies on supply chain sustainability, their actual use and observable effects are still limited. Interview partners can only provide few examples from their own companies which show that sustainability goals have already been pursued through digitalisation of the supply chain or where sustainability effects, such as resource savings, have been demonstrably achieved. In the third study (section 4, joint work with Peter Neuhäusler, Melissa Dachrodt and Marcel Matthess), I conduct an econometric panel data analysis. I examine the relationship between the degree of Industry 4.0, energy consumption and energy intensity in ten manufacturing sectors in China between 2006 and 2019. The results suggest that overall, there is no significant relationship between the degree of Industry 4.0 and energy consumption or energy intensity in manufacturing sectors in China. However, differences can be found in subgroups of sectors. I find a negative correlation of Industry 4.0 and energy intensity in highly digitalised sectors, indicating an efficiency-enhancing effect of Industry 4.0 in these sectors. On the other hand, there is a positive correlation of Industry 4.0 and energy consumption for sectors with low energy consumption, which could be explained by the fact that digitalisation, such as the automation of previously mainly labour-intensive sectors, requires energy and also induces growth effects. In the discussion section (section 6) of this dissertation, I use the classification scheme of the three levels macro, meso and micro, as well as of direct and indirect environmental effects to classify the empirical observations into opportunities and risks, for example, with regard to the probability of rebound effects of digitalisation at the three levels. I link the investigated actor perspectives (policy makers, industry representatives), statistical data and additional literature across the system levels and consider political economy aspects to suggest fields of action for more sustainable (digitalised) industries. The dissertation thus makes two overarching contributions to the academic and societal discourse. First, my three empirical studies expand the limited state of research at the interface between digitalisation in industry and sustainability, especially by considering selected countries in the Global South and the example of China. Secondly, exploring the topic through data and methods from different disciplinary contexts and taking a socio-technical point of view, enables an analysis of (path) dependencies, uncertainties, and interactions in the socio-technical system across different system levels, which have often not been sufficiently considered in previous studies. The dissertation thus aims to create a scientifically and practically relevant knowledge basis for a value-guided, sustainability-oriented design of digitalisation in industry.
Die vorliegende Studie zeigt, dass Daten in der Krise eine herausragende Bedeutung für die wissenschaftliche Politikberatung, administrative Entscheidungsvorbereitung und politische Entscheidungsfindung haben. In der Krise gab es jedoch gravierende Kommunikationsprobleme und Unsicherheiten in der wechselseitigen Erwartungshaltung von wissenschaftlichen Datengebern und politisch-administrativen Datennutzern. Die Wissensakkumulation und Entscheidungsabwägung wurde außerdem durch eine unsichere und volatile Datenlage zum Pandemiegeschehen, verbunden mit einer dynamischen Lageentwicklung, erschwert. Nach wie vor sind das Bewusstsein und wechselseitige Verständnis für die spezifischen Rollenprofile der am wissenschaftlichen Politikberatungsprozess beteiligten Akteure sowie insbesondere deren Abgrenzung als unzureichend einzuschätzen.
Die Studie hat darüber hinaus vielfältige Defizite hinsichtlich der Verfügbarkeit, Qualität, Zugänglichkeit, Teilbarkeit und Nutzbarkeit von Daten identifiziert, die Datenproduzenten und -verwender vor erhebliche Herausforderungen stellen und einen umfangreichen Reformbedarf aufzeigen, da zum einen wichtige Datenbestände für eine krisenbezogene Politikberatung fehlen. Zum anderen sind die Tiefenschärfe und Differenziertheit des verfügbaren Datenbestandes teilweise unzureichend. Dies gilt z.B. für sozialstrukturelle Daten zur Schwere der Pandemiebetroffenheit verschiedener Gruppen oder für kleinräumige Daten über Belastungs- und Kapazitätsparameter, etwa zur Personalabdeckung auf Intensivstationen, in Gesundheitsämtern und Pflegeeinrichtungen. Datendefizite sind ferner im Hinblick auf eine ganzheitliche Pandemiebeurteilung festzustellen, zum Beispiel bezüglich der Gesundheitseffekte im weiteren Sinne, die aufgrund der ergriffenen Maßnahmen entstanden sind (Verschiebung oder Wegfall von Operationen, Behandlungen und Prävention, aber auch häusliche Gewalt und psychische Belastungen). Mangels systematischer Begleitstudien und evaluativer Untersuchungen, u.a. auch zu lokalen Pilotprojekten und Experimenten, bestehen außerdem Datendefizite im Hinblick auf die Wirkungen von Eindämmungsmaßnahmen oder deren Aufhebung auf der gebietskörperschaftlichen Ebene.
Insgesamt belegt die Studie, dass es zur Optimierung der datenbasierten Politikberatung und politischen Entscheidungsfindung in und außerhalb von Krisen nicht nur darum gehen kann, ein „Mehr“ an Daten zu produzieren sowie deren Qualität, Verknüpfung und Teilung zu verbessern. Vielmehr müssen auch die Anreizstrukturen und Interessenlagen in Politik, Verwaltung und Wissenschaft sowie die Kompetenzen, Handlungsorientierungen und kognitiv-kulturellen Prägungen der verschiedenen Akteure in den Blick genommen werden. Es müssten also Anreize gesetzt und Strukturen geschaffen werden, um das Interesse, den Willen und das Können (will and skill) zur Datennutzung auf Seiten politisch-administrativer Entscheider und zur Dateneinspeisung auf Seiten von Wissenschaftlern zu stärken. Neben adressatengerechter Informationsaufbereitung geht es dabei auch um die Gestaltung eines normativen und institutionellen Rahmens, innerhalb dessen die Nutzung von Daten für Entscheidungen effektiver, qualifizierter, aber auch transparenter, nachvollziehbarer und damit demokratisch legitimer erfolgen kann.
Vor dem Hintergrund dieser empirischen Befunde werden acht Cluster von Optimierungsmaßnahmen vorgeschlagen:
(1) Etablierung von Datenstrecken und Datenteams,
(2) Schaffung regionaler Datenkompetenzzentren,
(3) Stärkung von Data Literacy und Beschleunigung des Kulturwandels in der öffentlichen Verwaltung,
(4) Datenstandardisierung, Interoperabilität und Registermodernisierung,
(5) Ausbau von Public Data Pools und Open Data Nutzung,
(6) Effektivere Verbindung von Datenschutz und Datennutzung,
(7) Entwicklung eines hochfrequenten, repräsentativen Datensatzes,
(8) Förderung der europäischen Daten-Zusammenarbeit.