Abgeschlossene Projekte

Koordination in Luftfrachtnetzwerken

Partner: Lufthansa Cargo AG

Gefördert durch: Lufthansa Cargo AG

Ansprechpartner: Nicola Herchenhein

Die Rolle von Logistik-Dienstleistungen hat sich in den letzten Jahren durch veränderte Strukturen der ihr zugrundeliegenden Transaktionen gewandelt. Zunehmende Elektronisierung sowie eine steigende marktliche Koordination von Geschäftsprozessen führt dazu, dass ebenfalls die Koordination und Durchführung von Logistik-Dienstleistungen neu überdacht wird. Hier treten ebenfalls zwei Entwicklungen in den Vordergrund:

  • die Elektronisierung von Logistik-Dienstleistungen
  • Bildung von Unternehmensnetzwerken im Logistiksektor.

Die gleichzeitige Betrachtung beider Entwicklungen führt zur Entstehung von Logistiknetzwerken. Ziel des Forschungsprojektes mit der Lufthansa Cargo AG, Frankfurt, ist es daher, die Arten von Luftfrachtnetzwerken näher zu analysieren. Hierbei soll zum einen zwischen internen Netzwerken, die sich insbesondere durch einen geschlossenen Teilnehmerkreis auszeichnen, sowie externen Netzwerken mit unbeschränkten Zugang (in der Regel durch einen Markt realisiert) unterschieden werden. Zum anderen stellt sich darauf aufbauend die Frage, wie die verschiedenen Arten von Unternehmensnetzwerken, in denen Lufthansa Cargo tätig ist, zu koordinieren sind und Synergien genutzt, sowie Zielkonflikte vermieden oder gelöst werden können. Hierbei spielen vor allem Betrachtungen bzgl. Märkten und Marktstrukturen, Informationsasymmetrien sowie der unterschiedlichen Kommunikation eine wesentliche Rolle.



Innovative Anwendungen in EFinance und ECommerce

Partner: Brokat Technologies AG

Gefördert durch: Brokat Technologies AG

Ansprechpartner: Carsten Holtmann

Die Informationstechnik weist neben der reinen Unterstützungs- auch eine Gestaltungsfunktion auf. Daher trägt gerade die Entwicklung des Internet – sowie in jüngster Zeit mobiler Devices – zu den grundlegenden Umwälzungen von Finanzdienstleistungen und Finanzdienstleistungsmärkten auf nationaler und internationaler Ebene in erheblichem Maße bei. Der private Investor steht im Zuge dieser Entwicklungen zunehmend im Zentrum des Interesses.

Um den sich verändernden Herausforderungen im Wertpapierhandel begegnen zu können, gewinnt die Analyse der Entwicklung, die Identifizierung neuer geeigneter Marktmodelle und Geschäftskonzepte sowie die Evaluierung innovativer technischer Lösungen für die etablierten Marktteilnehmer zunehmend an Bedeutung.

Ziel dieses Forschungsprojektes in Zusammenarbeit mit der BROKAT Technologies AG, Stuttgart, ist es daher,

  • die aktuellen Entwicklungen im Wertpapierhandel und damit den Bereichen "Online-Brokerage" und "Elektronische Handelssysteme" aus technischer, ökonomischer und regulatorischer Sicht zu analysieren, um nationale und internationale Entwicklungstendenzen zu prognostizieren sowie
  • auf Basis dieser Grundlage innovative Lösungen für eine effiziente technische Unterstützung und Gestaltung des Wertpapierhandels zu liefern.

Im Rahmen dieses Projektes wurden die Grundlagen für die Konzeption des Virtuellen Handelsraumes (VHR) – einem internet-basierten elektronischen Aktien-Handelssystem – gelegt.



Branchengutachten für den Deutschen Bundestag im Rahmen des TAB-Projekts "e-Commerce"

In den Jahren 2001 und 2002 wurden zwei Branchengutachten im Auftrag des Deutschen Bundestags, im Rahmen der 2. Phase des TAB-Projekts "e-Commerce" am IW verfasst.

Stefan Strecker, Christof Weinhardt: E-Commerce in der Elektrizitätswirtschaft: Elektronischer Handel mit dem Elektron
Electronic Commerce steht heute in der Elektrizitätsbranche noch am Anfang einer sich abzeichnenden Entwicklung. Der elektronische Geschäftsverkehr entwickelt in Verbindung mit der Deregulierung des rechtlichen Ordnungsrahmens vom April 1998 entscheidende Impulse für die deutsche Elektrizitätswirtschaft. Die Liberalisierung verändert Handelsprozesse, Transaktionsbeziehungen und Vertragsgestaltungen grundlegend und führt zu fundamentalen marktstrukturellen Anpassungen. Im Rahmen des vorliegenden Gutachtens wurde je eine Primärerhebung im Einzel- und im Großhandel durchgeführt. Eine WWW-basierte Befragung der Marktteilnehmer im Stromgroßhandel untersucht den Business-to-Business (B2B) E-Commerce insti-tutioneller Marktteilnehmer, der in vielfältiger Hinsicht durch die oben aufgezeigten Implikationen betroffen ist. Der Stromeinzelhandel bedarf hinsichtlich des elektronischen Handels einer weiteren Differenzierung in den Business-to-Consumer (B2C) E-Commerce mit Haushaltskunden auf der Nachfrageseite und den B2B E-Commerce mit energienachfragenden Unternehmenskunden, soweit sie nicht direkt am Großhandel teilnehmen. Im Großhandel zählen die Handelsgesellschaften etablierter Versorger und stromintensiver Industrieunternehmen sowie Großhandelsbroker und Großhändler mit eigenen elektronischen Handelsplätzen zu den Gewinnern des E-Commerce, während kleinen und mittleren Elektrizitätsversorgungsunternehmen häufig das Personal und das Know-how fehlt, um vom elektronischen Geschäftsverkehr zu profitieren. Im Stromeinzelhandel ist zum gegenwärtigen Zeitpunkt eine rein elektro-nische Geschäftstransaktion zwischen Stromanbieter und Endkunde aufgrund administrativer und regulativer Hürden nicht möglich. Branchenprobleme sind u.a. auf die Verweigerungsstrategien der Netzbetreiber zurückzuführen, die einen einfachen Versorgerwechsel per Mausklick unmöglich machen.

Carsten Holtmann, Dirk Neumann, Christof Weinhardt: E-Commerce im Wertpapierhandel – Der private Investor im Fokus
Zu dem Zeitpunkt, als die breite E-Commerce Entwicklung startete (ca. Mitte der 90er Jahre), existierten im europäischen Wertpapierhandel schon weitgehend die Infrastrukturen für eine durchgängige IuK-Unterstützung. Die eigentliche E-Commerce Entwicklung spiegelt sich in der Veränderung der Rolle und den Möglichkeiten der privaten Investoren auf den Aktienmärkten wider. Neue Wettbewerber aus dem In- und Ausland lösen einen harten Konkurrenzkampf aus. Die unter Druck geratenen Wettbewerber versuchen, entweder durch ein entsprechendes Markt- und Geschäftsde-sign spezifische Kundensegmente zu abstrahieren oder durch aggressive Fusionspolitik, die notwendige kritische Masse an Teilnehmern zu durchbrechen. Auch wird die Um-wandlung der als starr geltenden öffentlich-rechtlichen Strukturen in flexible private Unternehmen erwogen und zum Teil bereits umgesetzt. Die Fusionsbestrebungen sind aufsichtsrechtlich nicht ganz unproblematisch, da die Kooperationsbeziehungen nicht an den nationa-len Grenzen halt machen. Im Rahmen des Gutachtens werden aus dieser Entwicklung heraus die folgenden Thesen untersucht:
  • Das Entstehen von „neuen“, unabhängigen, elektronischen B2B oder B2C Märkten ist im Ak-tienhandel sehr unwahrschein-lich. Außerhalb des Aktienhan-dels – gerade in nicht standardisierten Produkten – werden weitere Systeme entstehen.
  • Börsen bzw. außerbörsliche Märkte werden dauerhaft nur dann überleben, wenn sie eine Leistung besser erstellen können und dürfen als andere. Ansons-ten droht eine Abwanderung der Liquidität.
  • Aufgrund der Ubiquität des Kapi-talmarktes wird sich die Regulie-rungsintensität international angleichen.
  • Die Erfahrungen und Erkenntnisse im Bereich elektronischer Handelssysteme sind von größ-ter Relevanz für alle elektroni-schen Marktplätze im E-Commerce. Im Rahmen der Arbeitsmarkteffekte existieren Auswirkungen der zusätzlichen Automatisierung auf die Gesamtbeschäftigung. Es sind zwei gegenläufige Effekte zu erwarten.
  • Human- wird durch Sachkapital substituiert. Dieselbe oder sogar eine bessere Leistung kann durch IuK-Einsatz häufig mit geringerem Arbeitsaufwand erreicht werden; es steigt die Arbeitsproduktivität.
  • Hoher IuK-Einsatz schafft Arbeitsplätze. Beschäftigungsänderungen können nicht unabhängig vom jeweiligen Qualifikationsgrad betrachtet werden. Offenbar führt der erste Effekt (Substitutionseffekt) zu einer Verminderung der weniger qualifizierten Arbeit, während der zweite Effekt, der Beschäftigungsaufbau, eher die hoch qualifizierte Arbeit betrifft.
Die E-Commerce Entwicklungen haben zu Veränderungen in und zwischen den beteiligten Branchen geführt. Neben der technischen Integration in und zwischen Unternehmen, sind vermehrt auch organisatorische Umstrukturierungen zu beobachten – Kooperation und Integration existiert auf horizontaler wie auch auf vertikaler Ebene über alle Phasen der Wertschöpfungskette hinweg.



Integration von Koordinations- und Kooperationsmechanismen zur verteilten Lösung betrieblicher Planungsprobleme

Gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft

Ansprechpartner: Prof. Dr. Christof Weinhardt

Dieses Forschungsprojekt wurde im Rahmen des Schwerpunktprogramms Verteilte DV-Systeme in der Betriebswirtschaft zwischen von 1996-1998 durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.

Im Rahmen des Projekts wurden inner- und überbetriebliche Planungsprobleme dezentraler Organisationen betrachtet. Planung beinhaltet in diesem Kontext die Allokation betrieblicher Ressourcen bzw. Problemlösungskapazitäten zur Durchführung von Aufträgen. Derartige Allokationsprobleme sind häufig schon aufgrund ihrer Problemgrößen und des hohen Datenbeschaffungsaufwands für praxisrelevante Fragestellungen nicht exakt lösbar. Daher werden zentrale heuristische Verfahren eingesetzt, die i. d. R suboptimale Lösungen liefern. Um die Lösungsqualität zu verbessern, werden für solche Planungsprobleme verstärkt Konzepte der Verteilten Künstlichen Intelligenz (VKI), speziell Multi-Agenten-Systeme (MAS), eingesetzt. Die Agenten repräsentieren dabei als autonome Softwaresysteme jeweils eine betriebliche Organisationseinheit und konkurrieren auf einem Elektronischen Markt um die jeweiligen Aufträge bzw. Teilaufträge. Dabei nutzen sie lokal vorliegende, aktuelle Daten, Informationen und Problemlösungskompetenz und bilden in ihrem Verbund die natürliche Verteiltheit des Planungsprozesses informationstechnisch ab.

Dem Projekt Dezentrale betriebliche Planung (so der Kurztitel) lag eine integrierte Betrachtung ökonomischer und informationstechnischer Fragestellungen zugrunde. Sowohl in der ökonomischen Analyse als auch bei der Konzeption der Agentenarchitektur wurde zunächst von anwendungs- bzw. domänenabhängigen Charakteristika abstrahiert, um einen „Werkzeugkasten“ mit sinnvollen Repräsentationsformen sowie Koordinations- und Kooperationsmechanismen für verschiedene betriebliche Planungsprobleme bereitstellen zu können. Um die so gewonnenen Erkenntnisse in konkreten Planungssituationen zu testen und gleichzeitig deren Leistungsfähigkeit in Konkurrenz zu heute eingesetzten (z. B. heuristischen) Verfahren zu evaluieren, wurde in der Projektarbeit eine integrierte Planungsumgebung für die Transportplanung in Konzernspeditionen geschaffen.

Auf der ökonomischen Ebene können verschiedene Attribute betrieblicher Planungsprobleme identifiziert werden, konkret die Anzahl, der Grad der Homogenität sowie die Zerlegbarkeit der Aufträge. Für die relevanten Kombinationen dieser Attribute lassen sich domänenunabhängige Klassen von Planungsproblemen ableiten. Für jede Klasse wurden auf Basis der (mikro-) ökonomischen Theorie Koordinations- und Kooperationsmechanismen für die Interaktion der Agenten im Elektronischen Markt analysiert. Dabei standen insbesondere informationsökonomische und spieltheoretische Aspekte im Fokus, die in diesem Projekt eine zentrale Rolle spielten.

Um eine effiziente Allokation der Ressourcen auf die Aufträge und eine Akzeptanz der Benutzer auf einem solchen Elektronischen Markt zu erlangen, müssen die eingesetzten Koordinationsmechanismen strategisches Verhalten der Agenten ex ante ausschließen. Gleichzeitig sollen möglichst wenige bzw. keine privaten Informationen durch die Teilnahme am Elektronischen Markt offenbart werden.

In den theoretischen Arbeiten wurden zunächst einfache Auktionen im Hinblick auf ihre Eignung für die Zuordnung einzelner, nicht zerlegbarer Aufträge untersucht. Die Vickrey Auktion (VA) genügt den oben erwähnten Anforderungen. Für die verbleibenden Problemklassen konnten neue Koordinationsmechanismen entwickelt werden, die auf dem Grundprinzip der VA beruhen. Um eine definierte Lösungsqualität, hier die effiziente Allokation der Ressourcen zur Erfüllung der Aufträge, zu gewährleisten, ist zusätzlich eine Integration von Koordinations- und Kooperationsmechanismen erforderlich. Die im Projekt entwickelte „Mehrstufige Erweiterte Vickrey Auktion“ (MEVA) integriert in einem mehrstufigen Auktionsprozess die einfache VA und bi- bzw. multilaterale Verhandlungsprozesse mit dem Ziel, auch bei kooperativer Aufgabenerfüllung Effizienz für das Allokationsergebnis zu sichern. Gleiches gilt für die Matrix Auktion, die Elemente der einfachen VA und einer Mehrfachauktion integriert; sie dient der Allokation von Aufträgen mit bekannter Auftragszerlegung.

In technisch-orientierten Arbeiten wurde eine Agentenarchitektur für ein Multi-Agenten-System konzipiert und implementiert, die eine Allokation betrieblicher Ressourcen über einen verteilten Problemlösungsprozess ermöglicht. Die Architektur ADAMCO (Agent Architecture with Domain Independent, Adaptive, Multiple COordination Behavior) dient der IT-Unterstützung dezentraler betrieblicher Planungsprozesse über den Einsatz der jeweils geeigneten Koordinations- und Kooperationsmechanismen. Im Gegensatz zu existierenden Agentenarchitekturen, die für domänenspezifische Problemstellungen entwickelt wurden, können mit ADAMCO Planungsprobleme für verschiedene betriebliche Domänen gelöst werden. Daher wurden in dieser Architektur neben domänenspezifischen Modulen, die zur Interpretation des Planungsproblems und zur Abbildung lokalen Problemlösungswissens dienen, auch domänenunabhängige Module realisiert. Diese ermöglichen die in den theoretischen Arbeiten modellierte Zuordnung der aktuellen Planungssituation zu einer Problemklasse und damit die Auswahl und Anwendung eines geeigneten Koordinationsmechanismus. Um eine kontinuierliche Verbesserung der Zuordnung von Koordinationsmechanismen zu ermöglichen, besitzt das System eine Adaptionskompetenz, d. h. eine Art Lernfähigkeit auf Basis der Bewertung vergangenen Koordinationsverhaltens.

Die theoretischen Erkenntnisse wurden für die betriebliche Transportplanung umgesetzt, indem konkrete Transportprobleme anhand ihrer Attribute klassifiziert und die entsprechenden Mechanismen aus der domänenunabhängigen Analyse zugeordnet wurden. Für die lokale Planung wurde eine auf Metaheuristiken basierende Planungsumgebung geschaffen, die sowohl die lokale Disposition als auch die Planung für Mehr-Depot-Probleme unterstützt. Diese entstand in Zusammenarbeit mit dem Kollegen S. Thangiah, Slippery Rock University, Pennsylvania. Neben den kommerziellen Planungsprodukten des Praxispartners dient sie auch als Referenzsystem für die Mehr-Depot-Planung mit ADAMCO.

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Studentische Hilfskraft für NeuroIS platform (Java)

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Studentische Hilfskraft

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KIT – University of the State of Baden-Wuerttemberg and National Research Center of the Helmholtz Association