Analyse von Entnahmeplänen als Instrument der kapitalgedeckten Alterssicherung

Inhaltsverzeichnis Liste der wissenschaftlichen Beiträge .................................................................................. III Inhaltsverzeichnis ..............................................................................................................IV Abbildungsverzeichnis I List of Figures ................................................................................ VII Tabellenverzeichnis I List of Tables ..................................................................................... VIII Abkürzungsverzeichnis .......................................................................................................... IX 1 Einleitung 1.1 Problemstellung .............................................................................................................. 1 1.2 Einordnung und Ergebnisse der wissenschaftlichen Beiträge ....................................... 3 Literaturverzeichnis ................................................................................................................ 9 2 Langes Leben und Wohlstand im Alter: Ein Überblick über die finanzwirtschaftlichen Alternativen zur Ausgestaltung des Ruhestandes ... 10 2.1 Einführung .................................................................................................................... 10 2.2 Produktalternativen fiir die Ausgestaltung der Entnahmephase .................................. 12 2.2.1 Leibrenten .......................................................................................................... 12 2.2.1.1 Charakteristika von Leibrenten und deren historische Entwicklung .... 12 2.2.1.2 Leibrentenmarkt und -produkte in Deutschland ................................... 15 2.2.1.3 Determinanten von Leibrentenprämien ................................................ 22 2.2.2 Entnahmepläne ................................................................................................... 28 2.2.2.1 Charakteristika von Entnahmeplänen ................................................... 28 2.2.2.2 Entnahmepläne als Instrument der Ruhestandsplanung ....................... 31 2.2.2.3 Leibrenten vs. Entnahmepläne .............................................................. 33 2.3 Forschungsergebnisse zur Ausgestaltung der Entnahmephase .................................... 36 2.3.1 Einleitende Bemerkungen .................................................................................. 36 2.3.2 Positive Literatur ................................................................................................ 37 2.3.2.1 Theoretische Arbeiten zur Bedeutung von Leibrenten ......................... 37 2.3.2.2 Vererbungsmotive als Erklärungsansatz fiir geringe Nachfrage nach Leibrenten ... 39 2.3.2.3 Kosten als Erklärungsansatz fiir geringe Nachfrage nach Leibrenten .. 42 2.3.2.4 Weitere Erklärungsansätze rur geringe Nachfrage nach Leibrenten .... 44 2.3.3 Normative Literatur ............................................................................................ 47 2.3.3.1 Untersuchungen zu reinen Entnahmeplänen ......................................... 47 2.3.3.2 Untersuchung von Entnahmeplänen unter Berücksichtigung von Leibrenten ..... 50 2.3.4 Sonstige Arbeiten ............................................................................................... 56 2.4 Schlussbetrachtung ....................................................................................................... 57 Anhang A: Berechnung von Leibrentenprämien ................................................................. 59 Anhang B: Abbildung der Biometrie ................................................................................... 62 Literaturverzeichnis .............................................................................................................. 67 3 Betting on Death and Capital Markets in Retirement: A Shortfall Risk Analysis of Life Annuities versus Phased Withdrawal Plans... 76 3.1 Introduction .................................................................................................................. 76 3.2 The Case of Phased Withdrawal .................................................................................. 79 3.2.1 Withdrawal Plans with Fixed Benefits ............................................................... 80 3.2.2 Phased Withdrawal Rules with Variable Benefits ............ : ................................ 80 3.3 Risk and Reward Analysis of Phased Withdrawal Plans Conditional on Survival... ... 82 3.3.1 Research Design ................................................................................................. 82 3.3.2 Analysis of Expected Benefits ........................................................................... 84 3.3.3 Shortfall Risk Analysis ...................................................................................... 86 3.3.4 Analysis of Expected Bequests .......................................................................... 89 3.4 Risk-Minimizing Phased Withdrawal Strategies ......................................................... 90 3.4.1 Optimized Withdrawal Rules in a Risk-Return Context... ................................. 90 3.4.2 Comparative Results: Annuity versus Phased Withdrawal Plans ...................... 92 3.4.3 Phased Withdrawal Plans with Mandatory Deferred Annuities ........................ 97 3.4.4 Comparative Results ........................................................................................ 100 3.5 Summary and concluding remarks ............................................................................. 101 Appendix A: Determining Annuity Benefits ..................................................................... 104 Appendix B: Determining Expected Benefits, Expected Bequest and the Risk of a Consumption Shortfall for Phased Withdrawal Plans with given Benefit-to-Wealth Ratios .......................................................................................................................... 105 References .......................................................................................................................... 107 4 Leistungsgarantien in der Auszahlphase von investmentbasierten Altersvorsorgeverträgen: Entwicklung eines konditionalen Eigenkapitalsystems und Analyse seiner ökonomischen Implikationen ... 111 4.1 Einführung .................................................................................................................. 111 4.2 Altersvorsorgeverträge in der Auszahlphase ............................................................. 114 4.2.1 Gesetzliche Regelungen ................................................................................... 114 4.2.2 Entnahmepläne vs. Leibrenten ......................................................................... 115 4.3 Konditionales Eigenkapitalsystem fiir Altersvorsorgeverträge ................................. 117 4.3.1 Einleitende Vorbemerkungen ........................................................................... 117 4.3.2 Konzeptionelle Grundlagen eines konditionalen EK-Systems ........................ 119 4.3.3 Deduktion eines Eigenkapitalsystems fiir die Entnahmephase ........................ 121 4.4 Eigenkapitalanforderungen in der Entnahmephase .................................................... 126 4.4.1 Vorbemerkungen zur empirischen Untersuchung ............................................ 126 4.4.2 Ex post Analyse von Altersvorsorge-Entnahmeplänen ................................... 128 4.4.3 Untersuchung der Eigenkapitalanforderungen im ex ante Kontext ................. 132 4.4.3.1 Untersuchungsansatz und Modellannahmen ....................................... 132 4.4.3.2 Analysen auf Einzelvertragsbasis ....................................................... 135 4.4.3.3 Analysen im Rahmen eines Geschäfts- und Absatzmodells ............... 140 4.4.3.4 Robustheitsanalysen ............................................................................ 145 4.5 Schlussbetrachtung ..................................................................................................... 147 Literaturverzeichnis ............................................................................................................ 149 Lebenslauf ............................................................................................................................. 151 Ehrenwörtliche Erklärung: ................................................................................................. 15

Entwicklung von Interaktionsszenarien für multimodale Informationssysteme

Durch die wachsende Investition in die Einführung von Industrie 4.0 und die Digitalisierung der Unternehmen, steigt die Vernetzung der verwendeten internettauglichen Geräte. Dadurch werden verschiedene Maschinen und Sensoren in das Netzwerk eingebunden und Daten können über das Internet abgerufen und angezeigt werden. Dabei steigt die Anzahl der verschiedenen Eingabe- und Ausgabegeräte, die in einem Unternehmen Verwendung finden. Zusätzlich schreitet die Technologie in den Bereichen Augmented Reality und Virtual Reality voran und der Verwendungszweck dieser Technologien breitet sich aus. Gleichzeit steigt mit Informationssystemen die Vernetzung der Eingabeund Ausgabegeräte untereinander und eine nahtlose Interaktion unter den Geräten wird immer wichtiger. Die Verwendung der multimodalen Eingabe durch verschiedene Eingabegeräte erhöht die Interaktionsmöglichkeiten in einem modernen, multimodalen Informationssystem. Deshalb ist die Verwendung von Interaktionsszenarien, zur Beschreibung der Interaktion der Eingabe- und Ausgabegeräte, ein wichtiger Bestandteil bei der Betrachtung von multimodalen Informationssystemen. Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung von Interaktionsszenarien, unter der Betrachtung verschiedener Eingabe- und Ausgabemodalitäten, anhand eines Anwendungsbeispieles zur Darstellung der Interaktionen in einem Unternehmen. Dabei werden Interaktionspatterns entwickelt, die anschließend in den Interaktionsszenarien Anwendung finden, welche die Zusammenarbeit der Eingabe- und Ausgabegeräte unter einem bestimmten Aspekt beschreiben

Neuartige Methoden diffraktiver Mask Aligner Lithografie zur flexiblen Erzeugung mikrooptischer Strukturen

Die Mask Aligner Lithografie bietet einfache und adaptierbare Herstellungsmöglichkeiten zur Erzeugung einer Primärstruktur für ein breites Spektrum an Elementen, auch speziell für die Mikrooptik. Für den lithografischen Prozess stellen die Photomaske sowie deren Beleuchtung signifikante und einflussreiche Parameter für die Strukturerzeugung dar. Diese Bedeutung konnte im Rahmen dieser Arbeit anhand verschiedener Beispiele unterstrichen und genutzt werden. In dieser Arbeit wurde neben der Entwicklung neuartiger Photomasken-Technologien ein neues Beleuchtungssystem eingeführt, bei dem die konventionell genutzte Beleuchtungsquelle einer Quecksilberdampflampe gegen einen Festkörperlaser getauscht wurde. Ein wesentlicher Vorteil des neuen Beleuchtungssystems mit einem Laser als Beleuchtungsquelle besteht in einer konstanten Bestrahlungsstärke unabhängig vom Winkelspektrum der Photomaskenbeleuchtung, wodurch auch für kleine Winkelspektren kurze Belichtungszeiten möglich sind. Darüber hinaus wurde Erzeugung mikrooptischer Strukturen optimiert und neue Belichtungskonzepte z.B. zur Herstellung kontinuierlicher Oberflächenprofile oder aperiodischer Strukturen erarbeitet. Eine neu entwickelte Technologie für verschiebbare Photomasken ermöglicht Mehrfachbelichtungen, um beispielsweise kontinuierliche Oberflächenprofile herzustellen oder die Dichte binärer Strukturen zu erhöhen. Eine weitere Möglichkeit, kontinuierliche Strukturen herzustellen, bieten optimierte Photomasken. So konnte gezeigt werden, dass mittels mehrstufiger Phasenmaske die Geometrie einer Blazestruktur angepasst und eine senkrechte Rückflanke generiert werden kann. Weiterhin wurden neue Photomaskendesigns basierend auf einer kombinierten Amplituden- und Phasenmodulation entwickelt. So konnte eine erfolgreiche Auflösungssteigerung der Schattenwurflithografie für aperiodische Strukturen mittels einer mehrstufigen Photomaske realisiert werden. Darüber hinaus wurde ein neuartiges Konzept einer doppelseitig strukturierten Photomaske entwickelt und am Beispiel der Strukturierung dicker Lacke getestet

Development of a computational method for simulating the thermal unfolding of proteins and predicting their thermostability

In dieser Arbeit wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem die Entfaltung von Proteinen simuliert werden kann. Anhand der Simulation kann die Schmelztemperatur bestimmt und damit die Thermostabilität einer Struktur untersucht werden. Außerdem ist die Untersuchung struktureller Veränderungen möglich, die während der Entfaltung auftreten und letztendlich zum globalen Zerfall der Struktur führen. Die Bereiche, von denen der globale Zerfall der Struktur ausgeht, können bestimmt werden. Es wurde untersucht, inwieweit diese Entfaltungsregionen Strukturbereiche darstellen, deren Mutation die thermische Stabilität der Struktur beeinflusst. Das entwickelte Verfahren basiert auf der Anwendung von Methoden aus der Rigiditätstheorie. Die thermische Entfaltung der Strukturen wird über das sukzessive Aufbrechen nichtkovalenter Wechselwirkungen in den Netzwerken simuliert. An-sätze aus der Perkolations- und Netzwerktheorie werden verwendet, um die Rigidität und Flexibilität in den Netzwerken während der Entfaltung zu untersuchen. Diese unter dem Begriff der Analyse statischer Netzwerke (constraint network analysis, CNA) zusammengefassten Methoden wurden im ersten Teil dieser Arbeit auf einen Datensatz homologer meso- und thermophiler Proteine angewendet. Dabei wurde untersucht, ob die thermophile Anpassung tatsächlich über eine Rigidisierung der Struktur erfolgt. Außerdem wurde die Theorie der korrespondierenden Zustände getestet, die besagt, dass bei der thermophilen Anpassung trotz globaler Rigidisierung für die Bioaktivität wichtige flexible Bereiche konserviert sind. Mit Hilfe der CNA wurden Entfaltungsregionen der Proteine aus dem Datensatz bestimmt und mit Strukturbereichen verglichen, in die thermostabilisierende Mutationen eingeführt wurden. Außerdem wurde untersucht, inwieweit vorhergesagt werden kann, ob eine möglicherweise thermostabilisierende Mutation die Aktivität negativ beeinflusst. Für zwei Drittel der thermophilen Proteine aus dem Datensatz konnte eine höhere Thermostabilität vorhergesagt werden als für das entsprechende mesophile Protein. Es konnte zudem gezeigt werden, dass die thermophile Anpassung dieser Proteine tatsächlich über eine Rigidisierung der Struktur erfolgt. Offensichtlich werden bei der Anwendung der CNA implizit alle möglichen Mechanismen der thermophilen Anpassung berücksichtigt. Die für zwei Paare meso- und thermophiler Proteine vorhergesagten Entfaltungsregionen stimmten sehr gut mit Bereichen überein, in die thermostabilisierende Mutationen eingeführt wurden. Damit wurde gezeigt, dass die CNA hilfreich zur Unterstützung des Protein Engineering ist, da die thermische Stabilität einer Struktur abgeschätzt werden kann, andererseits Hinweise darauf gegeben werden, in welchen Bereichen der Struktur thermostabilisierende Mutationen eingeführt werden können. Anhand des Vergleichs mikroskopischer Stabilitäten homologer Proteine konnte gezeigt werden, dass die CNA ein Abschätzen des Effekts einer thermostabilisierenden Mutation auf die Aktivität erlaubt, was wiederum für den Einsatz der CNA zur Unterstützung des Protein Engineering spricht. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde die CNA auf eine Serie von Phytasen unterschiedlicher Thermostabilitäten angewendet. Da es sich bei den Phytase-Strukturen um Homologie-modelle handelte, die nicht direkt mit der Analyse statischer Netzwerke untersucht werden konnten, wurde eine ensemblebasierte CNA etabliert. Dazu wurden kurze MD-Simulationen zur Verbesserung der homologiemodellierten Strukturen durchgeführt, aus denen dann ein konformationelles Strukturensemble extrahiert wurde. Aus den konformationellen Ensembles werden Thermostabilitäten vorhergesagt. Bei der Vorhersage der Thermostabilitäten ergab sich eine bemerkenswert gute Übereinstimmung mit experimentell bestimmten relativen Halbwertszeittemperaturen. Bereiche mit hoher Entfaltungsregionwahrscheinlichkeit stimmen gut mit Regionen überein, in denen thermostabilisierende Mutationen experimentell eingeführt wurden. Diese Ergebnisse offenbaren, dass mit der Entwicklung der ensemblebasierten CNA die methodischen Grundlagen für den Einsatz des Verfahrens zur Unterstützung des Protein Engineering von Phytasen geschaffen wurden.A computational method has been developed for simulating the thermal unfolding of proteins. From the unfolding simulation, a melting temperature can be obtained. Thereby, the thermostability of proteins can be predicted. Moreover, the approach allows for identifying structural features from which a destabilization of the structure originates upon thermal unfolding, i.e., unfolding nuclei. The approach is referred to as constraint network analysis (CNA) and is based on a graph-theoretical method that determines rigidity and flexibility within a protein structure in atomic resolution. Thermal unfolding of the protein structure can now be simulated by gradually removing non-covalent bond constraints from the constraint network. The method is applied to a data set of 19 pairs of homologous proteins from meso- and thermophilic organisms. By comparing microscopic stability features of homologues, it is shown that adaptive mutations in enzymes from thermophilic organisms maintain the balance between overall rigidity, important for thermostability, and local flexibility, important for activ-ity, at the appropriate temperature at which the protein functions. Thermophilic adaptation in general leads to an increase of structural rigidity but conserves the distribution of functionally important flexible regions between homologues from meso- and thermophilic organisms. This finding provides direct evidence for the hypothesis of corresponding states. CNA thereby im-plicitly captures and unifies many different mechanisms that contribute to increased thermostability and to activity at high temperatures. Changes in the flexibility of active site regions, induced either by a temperature change or by the introduction of mutations, are related to ex-perimentally observed losses of the enzyme function. From an application point of view, the results demonstrate that exploiting the principle of corresponding states not only allows for successful thermostability optimization but also for guiding experiments in order to improve enzyme activity in protein engineering. CNA is also applied to a data set of phytases. In this case, an ensemble-based approach was pursued in which conformations extracted from a trajectory, which was generated by a mo-lecular dynamics simulation, are individually subjected to CNA. Then, the results from the thermal unfolding simulations are averaged over the whole ensemble. As a further advantage over analyzing a single structure, this approach allows to determine the statistical significance of the results of the CNA. The wildtype phytase of Yersinia mollaretii was used for the identification of unfolding nuclei. Three main unfolding nuclei were identified. At two of the identified unfolding nuclei, saturation mutagenesis was performed, and the thermal stability of a mutant enzyme was determined. The results demonstrate as a proof of concept that mutations

Modulation exekutiver Funktionen durch transkranielle Gleichstromstimulation

Hintergrund: Versuchen wir zwei Reize gleichzeitig zu verarbeiten und auf sie zu reagieren, sind wir in der Regel langsamer in unseren Reaktionen und machen mehr Fehler. Im experimentellen Rahmen wird ein solcher Zusammenhang mit dem Doppelaufgabenparadigma untersucht. Bei der Bewältigung dieser Doppelaufgaben spielen exekutive Funktionen eine Rolle und sind in bildgebenden Studien mit einer Aktivierung im inferioren frontalen Kreuzungsareal (engl. inferior frontal junction, IFJ) im Bereich des lateralen präfrontalen Cortex assoziiert. Dabei zeigten sich unterschiedliche Aktivierungsmuster zwischen linker und rechter Hemisphäre. Durch ein nicht-invasives Hirnstimulationsverfahren, der sog. transkraniellen Gleichstromstimulation (engl. transcranial direct current stimulation, tDCS), lassen sich neuronale Aktivitäten stimulierter Areale modulieren und entsprechende Verhaltenseffekte messen. Hierüber lassen sich kausale Zusammenhänge zwischen Hirnarealen und kognitiven Funktionen aufstellen. Vorangegangene Arbeiten zeigten, dass die Applikation von tDCS über der linken IFJ Leistungen in Doppelaufgaben verbessert. Erstmalig untersuchten wir in der vorliegenden Studie die Rolle der rechten IFJ in der Bewältigung von Doppelaufgaben. Methoden: In einer placebokontrollierten Studie an 30 jungen, gesunden Probanden untersuchten wir den Effekt von tDCS über der rechten IFJ in gemixten Doppelaufgaben. Die Doppelaufgaben waren kombinierte Wahlreaktionsaufgaben mit je einem visuellen und einem auditorischen Reiz, welche in ihrer Reihenfolge und ihrem Zeitabstand (200ms/400ms) variierten. Während der Aufgabendurchführung applizierten wir in zwei getrennten Sitzungen jeweils anodale tDCS (1mA, 20min) bzw. Placebostimulation (1mA, 30s) über der rechten IFJ. Reaktionszeiten und Fehlerraten wurden mittels mehrfaktorieller Varianzanalysen mit Messwiederholungen evaluiert. Ergebnisse: Unter dem Einfluss anodaler tDCS zeigten sich im Vergleich zur Placebostimulation signifikant niedrigere Fehlerraten in gemixten Doppelaufgaben (p<.05). Die Effekte traten jedoch nur unter Bedingungen gleichbleibender Reizreihenfolge und kurzen zeitlichen Reizabständen auf. Ein Stimulationseffekt auf die Reaktionszeiten war nicht festzustellen. Der leistungssteigernde Effekt auf die Fehlerraten war umso größer, je schlechter die Ausgangsperformanz vor Stimulationsbeginn war (p<.01). Schlussfolgerung: Die signifikant niedrigere Fehlerrate unter dem Einfluss anodaler tDCS über der rechten IFJ deutet auf einen kausalen Zusammenhang dieses Hirnareals und exekutiven Funktionen in Doppelaufgaben hin. Dass die Probanden mit der schlechtesten Ausgangsperformanz am meisten von der Stimulation profitierten, ist vereinbar mit der in vielen Studien bestätigten Annahme, dass tDCS Effekte positiv mit dem Schwierigkeitslevel der Aufgabe korrelieren. Die Leistungsverbesserung könnte durch gesteigerte Koordinations- oder Arbeitsgedächtnisprozesse bedingt sein. Welche kognitiven Prozesse moduliert wurden, um die beobachteten Verhaltenseffekte hervorzurufen, lässt sich aus dieser Untersuchung nicht schließen. Zukünftige Studien sollten spezifischere Doppelaufgabenparadigmen anwenden, um einzelne kognitive Funktionen gezielter zu untersuchen.Background: Processing and reacting to two stimuli simultaneously makes our reactions slower and more prone to errors. In an experimental design this phenomenon is investigated in dual-task paradigms. Executive functions are essential when processing dual tasks. Functional imaging studies show a related activation in the lateral prefrontal cortex, especially of the inferior frontal junction (IFJ), revealing different activation patterns between the left and right hemisphere. Transcranial direct current stimulation (tDCS), a non-invasive brain stimulation technique, modulates neuronal activities of stimulated brain areas. The evaluation of tDCS-induced behavioral effects facilitates conclusions about causal relations between stimulated brain areas and cognitive functions. Previous studies have reported that tDCS over the left IFJ improves performance in dual-task situations. In the present study, we investigated the functional role of the right IFJ in dual-task processing for the first time. Methods: In a placebo-controlled trial with 30 young, healthy patients we evaluated the effects of tDCS over the right IFJ in dual tasks with a random task order. The dual tasks were combined choice reaction tasks consisting of a visual and an auditory stimulus, which varied in their task order and time interval (200ms/400ms). In two separate sessions subjects received anodal tDCS (1mA, 20min) in contrast to placebo stimulation (1mA, 30s) during task execution. Reaction times and error rates were evaluated in multifactorial analyses of variance with repeated measurements. Results: Anodal tDCS reduced error rates significantly in random order dual tasks in comparison to placebo stimulation (p<.05). However, the effects occurred exclusively in trials with repeated task order and a short time interval (200ms) between stimuli. No effect on reaction times could be observed. The baseline performance correlated with tDCS-induced performance improvement in error rates (p<.01). Conclusions: Anodal tDCS over the right IFJ reduced error rates significantly implicating its causal relation to executive functioning in dual-task processing. The fact that the subjects with the worst initial performance benefited most from the stimulation is consistent with the findings of precedent studies that the level of task difficulty correlates with tDCS-induced effects positively. The performance improvement could be due to coordination or working memory processes. It is not possible to determine exactly which cognitive processes lead to the observed behavioral effects. Future studies should apply more specific dual-task paradigms to investigate separate cognitive functions in a more targeted manner