Innovation und Koordination interorganisationaler Netzwerke

Netzwerke sind ein Phänomen, das vermehrt beobachtet wird, beispielsweise in Form von Forschungs- und Entwicklungsnetzwerken, regionalen Clustern oder Einkaufsgemeinschaften. Die Strukturen und Koordinationsinstrumente von Organisationen sind in der Forschung bereits gut verstanden. Weniger gut sind Strukturen und Koordinationsinstrumente von Netzwerken erforscht, insbesondere das Management koordinierter Netzwerke, hier v.a. im Zusammenhang mit Innovationen. Die übergeordnete Fragestellung der Dissertation lautet: Wie lassen sich koordinierte interorganisationale Netzwerke steuern? – Was bedeutet das in Bezug auf Innovationen? Es zeigt sich in der ersten Studie, dass Prozess-Standardisierung eine notwendige Bedingung für hohe Innovativität ist. In der zweiten Studie zeigt sich, dass spezialisierte Netzwerke innovativer sind als nicht-spezialisierte. In spezialisierten Netzwerken ist der Zusammenhang zwischen Standardisierung und Prozess-Innovation stärker als in nicht-spezialisierten. In nicht-spezialisierten Netzwerken ist Selbstabstimmung stärker mit Prozess-Innovation verbunden als in spezialisierten. Im Ergebnis der dritten Studie zeigt sich, dass es entgegen gesetzt zur üblichen Einteilung des Controllings in Organisationen in Netzwerken drei getrennt zu sehende Gruppen an Planungs- und Kontrollinstrumenten gibt. Es lassen sich die folgenden Gruppen von Instrumenten unterscheiden: (1) universelle, (2) spezifische und (3) Einzelinstrumente

Effiziente Berechnung des Epsilon-Nash-Equilibriums einer Poker-Variante

Poker ist eine Menge von verschiedenen, komplexen Null-Summen Spielen. Die Komplexität hat ihren Ursprung in Zufallsereignissen und den unvollständigen Informationen der Spieler. Für Null-Summen Spiele existiert mindestens eine Strategie, das sogenannte Nash-Equilibrium, die eine Erwartungswert größer gleich Null besitzt und damit als perfekte Strategie gelten kann. Schon in seinem berühmten Beweis aus dem Jahr 1951 schlussfolgerte der Nobelpreisträger John Nash, dass "die Analyse eines realistischeren Pokerspiels, welches über unser vereinfachtes Model hinaus ginge, eine interessante Angelegenheit" sein müsste. Obwohl der Beweis der Existenz des Nash-Equilibriums von 1951 stammt, gelangen erst ab 2006, durch die Entdeckung des CFR Algorithmus, die ersten, vielversprechenden Versuche das Nash-Equilibrium mithilfe von Software zu berechnen. Diese Arbeit stellt mit dem CGH einen neuen Algorithmus vor, der im Vergleich zum CFR um Größenordnungen schneller das Nash-Equilibrium approximiert. Außerdem werden neue Verfahren zur Erzeugung von verlustfreieren Abstraktionen für die Spielkarten vorgestellt, die eine noch fehlerfreiere Approximation des Nash-Equilibriums ermöglichen. Diese neuen Methoden werden an der populären Poker-Variante "Texas No Limit Hold\u27em Heads-up" evaluiert. Abstract in englisch: Poker consists of many complex, zero-sum games. Its complexity is a consequence of random events in the game and the incomplete information available to the players. The Nash equilibrium is a strategy for zero-sum games which has an expected payoff of zero or better, thus making it a perfect strategy. In his renowned original 1951 proof John Nash commented that "The analysis of a more realistic poker game than our very simple model should be quite an interesting affair". However, despite evidence of the existence of a Nash equilibrium dating back to 1951, the first significant attempt to calculate it came with the discovery of the CFR algorithm in 2006. This dissertation introduces CGH, a new algorithm which calculates an approximate Nash equilibrium orders of magnitude faster than CFR, and also allows much more complicated problems to be solved. Additionally, it introduces new techniques for generating lossless abstractions of the cards, which allow a more precise approximation of the Nash equilibrium. These new methods are applied to the popular poker game "Texas No Limit Hold\u27em Heads-up"

Mindestsicherungssysteme als Elemente der Krisenresilienz in Europa: Abschlussbericht

Mindestsicherungssysteme dienen in den meisten entwickelten Wohlfahrtsstaaten als Sicherheitsnetz letzter Instanz. Dementsprechend spielen sie gerade in wirtschaftlichen Krisenzeiten eine besondere Rolle. Inwieweit Mindestsicherungssysteme in Zeiten der Krise beansprucht werden, hängt auch von der Ausprägung vorgelagerter Sozialschutzsysteme ab. Diese Studie untersucht die Bedeutung von Systemen der Mindestsicherung sowie vorgelagerter Systeme wie Arbeitslosenversicherung, Kurzarbeit und arbeitsrechtlichem Bestandsschutz für die Krisenfestigkeit in Europa. Im Kontext der Finanzkrise von 2008/2009 und der Corona-Krise wird die Fähigkeit sozialpolitischer Maßnahmen untersucht, Armut und Einkommens­verluste einzudämmen und gesellschaftliche Ausgrenzung zu vermeiden. Die Studie setzt dabei auf quantitative und qualitative Methoden, etwa multivariate Analysen, Mikrosimulationsmethoden sowie eingehende Fallstudien der Länder Dänemark, Frankreich, Irland, Polen und Spanien, die für unterschiedliche Typen von Wohlfahrtsstaaten stehen.The aim of this study is to analyse the role of social policies in different European welfare states regarding minimum income protection and active inclusion. The core focus lies on crisis resilience, i.e. the capacity of social policy arrangements to contain poverty and inequality and avoid exclusion before, during and after periods of economic shocks. To achieve this goal, the study expands its analytical focus to include other tiers of social protection, in particular upstream systems such as unemployment insurance, job retention and employment protection, as they play an additional and potentially prominent role in providing income and job protection in situations of crisis. A mixed-method approach is used that combines quantitative and qualitative research, such as descriptive and multivariate quantitative analyses, microsimulation methods and in-depth case studies. The study finds consistent differences in terms of crisis resilience across countries and welfare state types. In general, Nordic and Continental European welfare states with strong upstream systems and minimum income support (MIS) show better outcomes in core socio-economic outcomes such as poverty and exclusion risks. However, labour market integration shows some dualisms in Continental Europe. The study shows that MIS holds particular importance if there are gaps in upstream systems or cases of severe and lasting crises

A decomposition approach for the tactical and operational management of bike sharing systems

Die Mobilitätsbedürfnisse der Menschen in Großstädten steigen und mit ihnen auch Straßenauslastung und Umweltverschmutzung. Bike-Sharing-Systeme bieten eine nachhaltige Alternative für den öffentlichen Personennahverkehr, die einige der Verkehrsprobleme entschärfen könnte. Dafür bedarf es großer Nutzerzahlen, die durch entsprechende Servicequalität erreicht werden können. Dabei besteht die Herausforderung darin, dass dem im Betrieb entstehenden Ungleichgewicht in der räumlichen Verteilung der Fahrräder im System entgegengewirkt wird. Damit den Kunden zu jeder Zeit Fahrräder und Fahrradstellplätze zur Verfügung stehen, müssen Maßnahmen zur Repositionierung der Fahrräder getroffen werden. Diese Maßnahmen bestehen aus dem Transport der Räder von Stationen mit Stellplatzbedarf zu Stationen mit Fahrradbedarf. Die vorliegende Arbeit untersucht das Problem der Repositionierung und stellt ein Konzept eines dekomponierten Optimierungsverfahrens vor, welches mittels antizipierender stochastischer und dynamischer Optimierung die Menge der für die Repositionierung relevanten Stationen ermittelt. Auf Basis dieses Ergebnisses schließt sich die heuristische Tourenplanung an.Mobility requirements of people in large cities are increasing. Some consequences are congested roads and environmental pollution. Bike sharing systems provide a sustainable alternative for public transportation which could help reducing traffic problems. A good service level is needed to achieve a high number of users. The challenge is to counter the spatial imbalance of the bike distribution across the system. To ensure the availability of bikes and bike racks, bikes must be repositioned. Repositioning actions consist of bike transports from stations with a surplus to stations with a lack of bikes. This dissertation considers the repositioning problem and introduces a decomposed optimization approach which uses anticipatory stochastic optimization to determine the relevant stations for the repositioning actions. Based on these results, the subsequent routing problem is solved heuristically

Determinanten und Effekte von Auslandsmobilität im Studium

Die Dissertation untersucht aus einer interdisziplinären Lebensverlaufsperspektive, welche Faktoren beeinflussen, ob Studierende einen studienbezogenen Auslandsaufenthalt durchführen, und welche Auswirkungen Auslandsaufenthalte auf den Berufsverbleib haben. Zu diesem Zweck werden psychologische, soziologische und ökonomische Theorien integriert (Rubikonmodell der Handlungsphasen; Theorie rationaler Entscheidungen; Reproduktionstheorie; Migrationstheorien; Suchtheorie; Segmentationstheorie). Die aufgestellten Hypothesen werden mittels quantitativer Analysen national repräsentativer Datensätze getestet (DZHW-Studienberechtigtenpanel; deutsche, österreichische, schweizerische und niederländische Studierenden-Sozialerhebungen; DZHW-Absolventenpanel und Bayerisches Absolventenpanel; WiNbus Online-Panel). Im Einklang mit den theoretischen Überlegungen zeigen die Ergebnisse, dass entscheidende Weichen für studienbezogene Auslandsmobilität bereits in vorhochschulischen Sozialisations- und Bildungsphasen gestellt werden. Beispielsweise gehen Kinder aus akademischem Elternhaus in allen untersuchten Ländern deutlich häufiger während ihres Studiums ins Ausland. Dies erklärt sich maßgeblich dadurch, dass sie bereits während der Schulzeit häufiger Gelegenheit haben, solide Fremdsprachenkenntnisse zu erwerben und erste Auslandserfahrungen zu sammeln. Entsprechend schätzen sie ihre Erfolgswahrscheinlichkeit sowie die Erträge von Auslandsmobilität als höher und die Kosten derselben als geringer ein. Auslandserfahrene Absolvent*innen unterscheiden sich von nicht auslandserfahrenen Absolvent*innen vor allem hinsichtlich der Internationalität ihrer Karrieren: Erstere arbeiten anteilig häufiger im Ausland und sind auch in Deutschland stärker in internationale Arbeitszusammenhänge eingebunden, in welchen sie öfter auf interkulturelle Kompetenzen angewiesen sind. Studienbezogene Auslandsaufenthalte - insbesondere Auslandspraktika - wirken sich ebenfalls auf den Berufserfolg positiv aus: In bestimmten Beschäftigungskontexten beziehen Absolvent*innen höhere Einkommen, wenn sie während des Studiums im Ausland waren. Dieser Einkommensvorteil ist einerseits auf ihre positive Selbstselektion zurückzuführen. Andererseits können sie schneller Lohnerhöhungen erreichen, weil sie anteilig häufiger in gut bezahlenden großen und multinationalen Unternehmen arbeiten und in ihren ersten Erwerbsjahren häufiger gewinnbringend den Arbeitgeber wechseln. Auch für eine wissenschaftliche Karriere scheinen studienbezogene Auslandserfahrungen von Nutzen zu sein: Sie stehen in Zusammenhang mit späteren Auslandsaufenthalten zu Forschungszwecken, der Einmündung in internationale Forschungskontexte und der Einbettung in internationale Wissenschaftlernetzwerke. Studienbezogene Auslandsmobilität kann folglich ein Instrument darstellen, um Hochqualifizierte auf Leben und Arbeit in einer internationalisierten und kulturell diversen Gesellschaft vorzubereiten. Sie kann aber auch zur Entstehung sozialer Ungleichheit beitragen, weil nicht alle Studierendengruppen gleichermaßen Zugang zu Auslandsaufenthalten haben. Die Dissertation zeigt, dass soziale Ungleichheiten im Zeitverlauf sogar zugenommen haben - unter anderem durch den massiven Ausbau von Stipendienprogrammen im Zuge des Bologna-Prozesses. Da soziale Ungleichheiten bereits in frühen Lebensphasen ihren Ursprung haben, dürften im Hochschulstudium ansetzende Ausgleichsmaßnahmen in ihrer Reichweite begrenzt bleiben

Optimierung der Investitions- und Einsatzplanung dezentraler Energiesysteme unter Unsicherheit

Es wird ein ganzheitliches, modulbasiertes Framework für die Investitions- und Einsatzplanungsoptimierung dezentraler Energiesysteme entwickelt. Mittels stochastischem Programm und Regret-Minimierung werden risikobehaftete und nicht probabilistische Unsicherheiten berücksichtigt. Neu ist auch die parallele Berechnung auf High-Performance-Computing-Systemen einschließlich der eingesetzten automatischen Algorithmuskonfiguration des verwendeten Solvers zur Rechenzeitreduzierung

Systematic modeling and analysis of distributed automation systems

Aufgrund der verbesserten Leistungsfähigkeit und der sinkenden Kosten von Kleinrechnern werden Steuerungseinheiten heute überwiegend dezentral in Verbünden organisiert. Zwar bieten solche verteilten Systeme die notwendige Flexibilität, um die steigenden Anforderungen erfüllen zu können, sie bringen aber auch viele Herausforderungen mit sich. Während der Entwicklungsprozess verteilter Automatisierungssysteme mittels einer durchgängigen Werkzeugkette unterstützt wird, erfolgen die Analysetätigkeiten zumeist isoliert und fokussiert auf eine konkrete Problemstellung innerhalb einer Lebenszyklusphase. Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit ist daher eine Vorgehensweise zur systematischen und vereinheitlichten Analyse von verteilten Automatisierungssystemen. Die Anwendung der erarbeiteten Methodik erfolgt mittels strukturierter Modellierung und Modellausführung am Beispiel eines verteilten Gebäudeautomatisierungssystems. Ein wesentlicher Bestandteil des Vorgehens ist die Bereitstellung einer verständlichen und gleichzeitig detaillierten Beschreibung des zu analysierenden Systems über ein Systemmodell. Das Modell dient der Wissensrepräsentation und stellt die Basis für nachfolgende Analysen zur Ermittlung (nicht-)funktionaler Eigenschaften dar, indem es das Fundament weiterführender Analysemodelle skizziert. Die ausführbaren Modelle werden im weiteren Verlauf der Arbeit vorgestellt und mathematisch beschrieben. Die nach deren Ausführung der Modelle gewonnenen Analyseergebnisse werden dargestellt und zur Wissensanreicherung in das wissensbeschreibende Systemmodell zurückgeführt. Nichtfunktionale Eigenschaften wurden u.a. mit Hilfe von Simulationsmodellen am Beispiel folgender Problemstellungen aus der Entwurfsphase analysiert: • Eine mögliche Degradation der Signalqualität eines maximal ausgedehnten Bitübertragungssystems wurde untersucht und bewertet. • Die durch physikalisch bedingte Kommunikationsprozesse zwischen verteilten Gerätekomponenten und durch Zyklusübergänge zwischen verteilten Programmkomponenten verursachten Verzögerungszeiten wurden bestimmt. Weiterhin wurden für zwei Beispielsysteme die Eigenschaften der Beobachtbarkeit und der Steuerbarkeit ermittelt, wodurch die Grundlage für eine abschließende Online-Analyse geschaffen wurde. Eine Petrinetzumgebung, die eine direkte Anbindung an ein Realsystem erlaubt und damit eine Testausführung während der Inbetriebnahme bzw. eine Laufzeitanalyse im operativen Betrieb des Systems ermöglicht, wird vorgestellt.Today’s control systems are organized more and more in a decentralized way due to the improved performance properties and the declining costs of microprocessors. Distributed systems offer the flexibility to handle constantly increasing requirements. However, they also pose new challenges. A connected chain of tools supports the development process of a distributed automation system, while the analysis steps are performed separately. Thus, each analysis step focus only on one concrete problem within only one phase of the system live cycle. Therefore, the focus of the present work is on an approach for a systematic and unified analysis concept of distributed automation systems. The proposed concept is exemplary applied to a distributed building automation system by structured modeling and model execution. The essential part of the concept is the development of a system model, which provides an understandable and at once a detailed description of the system to be analyzed. The system model is useful for knowledge representation and provides the basis for the development of executable models by their mathematically description. The executable models can be used in further analysis processes. With their execution some identified (non-)functional characteristics were established for a distributed building automation system. Within the meaning of an accumulation of knowledge, the analysis results will be added to the system model. For the following typical problems, listed in relation to the development phase of a distributed automation system, some non-functional properties were analyzed by means of simulation models: • The signal distortion in maximum expanded physical layer systems was examined and evaluated. • The delay due to communication processes between distributed hardware devices and cycle transitions between distributed application programs were determined. Furthermore, the observability and controllability of two example systems are analyzed. Both properties are relevant to the preparation of a concept for an online analysis. For the final online analysis a framework is presented, which allows a direct connection of an Petri net with a real automation system. Based on this framework, an execution of a test case in the phase of the commissioning phase or a monitoring of runtimes during operation phase is possible

Die Zukunft des MINT-Lernens – Band 1

Dieser Open-Access-Sammelband stellt Perspektiven auf digitalen MINT-Unterricht und die Lehrkräftebildung der Zukunft dar. Auf Grundlage aktueller Forschungsergebnisse beantwortet er aktuelle Fragestellungen, etwa: Welche Kompetenzen und welche Lerninhalte werden für die Herausforderungen von morgen benötigt und welchen Beitrag können die MINT-Fächer dazu leisten? Inwiefern kann die Digitalisierung bei einem Lernen für die Zukunft unterstützen bzw. ist sie notwendiger Bildungsinhalt für zukünftiges Handeln? Welche digitalen Technologien, digitalen Werkzeuge und digitalen Lernumgebungen können bei der Entwicklung von 21st Century Skills bei Lernenden beitragen? Wie müssen sie ausgestaltet sein, um beim Lernen und Problemlösen unterstützend zu wirken und die Lernenden zum kritischen Denken (Critical Thinking) anzuregen? Wie kann eine Diagnostik mit digitalen Methoden aussehen? Was folgt aus all dem für die MINT-Lehrkräftebildung? Der vorliegende erste Band ist Teil eines zweibändigen Sammelwerks; die beiden Bände sind weitgehend unabhängig voneinander lesbar und unterscheiden sich in ihrem inhaltlichen Fokus: Während Band 1 grundsätzliche Perspektiven beleuchtet, fokussiert Band 2 eher auf konkrete digitale Tools und Methoden für die Unterrichtspraxis. Die Beiträge wurden im Rahmen des Projekts „Die Zukunft des MINT-Lernens – Denkfabrik für Unterricht mit digitalen Technologien“, gefördert durch die Deutsche Telekom Stiftung, entwickelt. Sie decken verschiedene (assoziierte) Projekte des Entwicklungskonsortiums der beteiligten Hochschulstandorte ab und bieten zukunftsweisendes Wissen zum Thema