ECONOMIC PERSPECTIVE ON ALGORITHM SELECTION FOR PREDICTIVE MAINTENANCE

The increasing availability of data and computing capacity drives optimization potential. In the industrial context, predictive maintenance is particularly promising and various algorithms are available for implementation. For the evaluation and selection of predictive maintenance algorithms, hitherto, statistical measures such as absolute and relative prediction errors are considered. However, algorithm selection from a purely statistical perspective may not necessarily lead to the optimal economic outcome as the two types of prediction errors (i.e., alpha error ignoring system failures versus beta error falsely indicating system failures) are negatively correlated, thus, cannot be jointly optimized and are associated with different costs. Therefore, we compare the prediction performance of three types of algorithms from an economic perspective, namely Artificial Neural Networks, Support Vector Machines, and Hotelling T² Control Charts. We show that the translation of statistical measures into a single cost-based objective function allows optimizing the individual algorithm parametrization as well as the un-ambiguous comparison among algorithms. In a real-life scenario of an industrial full-service provider we derive cost advantages of more than 17% compared to an algorithm selection based on purely statistical measures. This work contributes to the theoretical and practical knowledge on predictive maintenance algorithms and supports predictive maintenance investment decisions

Electric mobility concepts and their significance for the economy, society and the environment. Summary

Electromobility is currently fuelling hopes worldwide for a more sustainable development of the transport sector. The TAB report analyses ecological, economic and social aspects of electromobility for Germany and compares them with those of conventional automobiles. The ecological balance is particularly in favour of electromobility when low- or zero-CO2 energy sources are used, because in addition to greenhouse gases, other pollutant emissions are also significantly reduced. The economic analysis examines economic efficiency, implications for the automotive value chain and jobs, and the supply of critical raw materials. With a future stronger diffusion of electromobility in Germany, slightly positive effects on the employment situation and the development of GDP are expected. The social implications are examined on the basis of acceptance, user behaviour, traffic noise and accidents. The report shows that a positive user acceptance can be achieved with a wider range of models while complying with common quality and comfort standards as well as extended test possibilities, but also by reducing acquisition costs, a wider range of user-friendly mobility and business models and, last but not least, a transparent positive environmental balance. On the basis of the analyses, critical aspects and potentials of electric mobility are discussed, leading to policy-relevant conclusions and options for action

Konzepte der Elektromobilität. Ihre Bedeutung für Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt

Gesellschaft und Politik knüpfen große Hoffnung an die Elektromobilität. Allerdings wird sehr kontrovers diskutiert, ob und wie eine umfassende und nachhaltige Verbreitung von Elektrofahrzeugen erreichbar ist. Für die Fortsetzung dieser Debatte ist es wichtig, die Ergebnisse aus der Vielzahl von Förderprogrammen und Studien, die in den letzten Jahren mit unterschiedlichen Fragestellungen und Perspektiven angestoßen wurden, in einem umfassenden Überblick zusammenzuführen – dieser Aufgabe unterziehen sich die Autor/inn/en dieses Bandes. Sie präsentieren hier eine mit zahlreichen Fakten und Daten untermauerte Gesamtschau über den technischen Entwicklungsstand, aussichtsreiche Erstmärkte, Markthochlaufszenarien sowie politische Aktivitäten und veranschaulichen im Rahmen einer ganzheitlichen Bewertung die ökologische, ökonomische und soziale Dimension der Integration von Elektrofahrzeugen in die heutigen Verkehrs- und Energiesysteme. Auf dieser Basis diskutieren sie Handlungsoptionen und liefern die Grundlage für politische Entscheidungen über Ziele und Maßnahmen. Als Baustein einer nachhaltigen Entwicklung hat die Elektromobilität großes Potenzial, dessen Entfaltung freilich Zeit und geeignete Rahmenbedingungen erfordert. Das Buch basiert auf dem TAB-Arbeitsbericht Nr. 153 »Konzepte der Elektromobilität und deren Bedeutung für Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt

Unifying Software and Product Configuration: A Research Roadmap

For more than 30 years, knowledge-based product configuration systems have been successfully applied in many industrial domains. Correspondingly, a large number of advanced techniques and algorithms have been developed in academia and industry to support different aspects of configuration reasoning. While traditional research in the field focused on the configuration of physical artefacts, recognition of the business value of customizable software products led to the emergence of software product line engineering. Despite the significant overlap in research interests, the two fields mainly evolved in isolation. Only limited attempts were made at combining the approaches developed in the different fields. In this paper, we first aim to give an overview of commonalities and differences between software product line engineering and product configuration. We then identify opportunities for cross-fertilization between these fields and finally develop a research agenda to combine their respective techniques. Ultimately, this should lead to a unified configuration approach.

Konzepte der Elektromobilität und deren Bedeutung für Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt. Innovationsreport

Elektromobilität schürt gegenwärtig weltweit Hoffnungen auf eine nachhaltigere Entwicklung des Verkehrsbereichs. Der TAB-Bericht analysiert ökologische, ökonomische und soziale Aspekte der Elektromobilität für Deutschland und vergleicht sie mit denen konventioneller Automobile. Die ökologische Bilanz fällt insbesondere dann zugunsten der Elektromobilität aus, wenn CO2-arme oder -freie Energiequellen verwendet werden, weil neben den Treibhausgas auch andere Schadstoffemissionen deutlich sinken. Bei der ökonomischen Analyse werden Wirtschaftlichkeit, Implikationen auf die automobile Wertschöpfungskette und Arbeitsplätze sowie die Versorgung mit kritischen Rohstoffen untersucht. Mit einer zukünftigen stärkeren Verbreitung der Elektromobilität in Deutschland sind leicht positive Effekte bei der Beschäftigungssituation und der Entwicklung des BIP zu erwarten. Die sozialen Implikationen werden anhand von Akzeptanz, Nutzerverhalten, Verkehrslärm und Unfallgeschehen untersucht. Der Bericht zeigt, dass eine positive Nutzerakzeptanz mit einer größeren Modellbreite bei Einhaltung gängiger Qualitäts und Komfortstandards sowie erweiterten Testmöglichkeiten, aber auch durch die Senkung der Anschaffungskosten, ein größeres Angebot an nutzerfreundlichen Mobilitäts- und Geschäftsmodellen und nicht zuletzt durch eine transparente positive Umweltbilanz erreicht werden kann. Auf der Basis der Analysen werden kritische Aspekte und Potenziale der Elektromobilität diskutiert, die in politikrelevante Schlussfolgerungen und Handlungsoptionen münden. INHALT ZUSAMMENFASSUNG 5 I. EINLEITUNG 17 II. GRUNDLAGEN UND REFERENZRAHMEN 21 1. Technologien und Anwendungen 21 1.1 Energiespeicher 24 1.2 Leistungselektronik 37 1.3 Elektromotoren 38 1.4 Ladeinfrastruktur 41 1.5 Energiebereitstellung und Infrastrukturaufbau für FCEV 52 2. Marktpenetrationsszenarien 55 2.1 Heutiger Fahrzeugmarkt in Deutschland 56 2.2 Aktuelle Marktpenetrationsszenarien 57 2.3 Marktpenetration nach der NPE 66 2.4 Einflussfaktoren auf die Marktpenetration 68 2.5 Elektrische Zweiräder 68 2.6 Marktpenetrationsszenarien Brennstoffzellenfahrzeuge 70 2.7 Festlegung des deutschlandweiten Markthochlaufszenarios 73 3. Verkehrskonzepte 75 3.1 Überblick über Konzepte und Nachfrage 76 3.2 Elektrofahrzeuge im Carsharing 77 3.3 Elektromobilität und ÖPNV 84 3.4 Elektrische Zweiräder 89 3.5 Elektromobilität im Wirtschaftsverkehr 90 3.6 Rolle der Kommunen 91 4. Energieszenarien 93 5. Internationale Technologieaktivitäten und Politikmaßnahmen 96 5.1 Technologieaktivitäten im Ländervergleich 96 5.2 Politikmaßnahmen im Ländervergleich 103 5.3 CO2-Grenzwerte für Pkw in der EU 118 III. BEWERTUNG 129 1. Bewertung ökologischer Aspekte 130 1.1 Einleitung 130 1.2 Luftschadstoffe 136 1.3 Treibhauseffekt 143 1.4 Energieverbrauch 161 1.5 Externe Kosten 166 2. Bewertung ökonomischer Aspekte 173 2.1 Wirtschaftlichkeit für die Nutzer 174 2.2 Automobile Wertschöpfung 184 2.3 Strategische Positionierung der Automobilhersteller 195 2.4 Gesamtwirtschaftliche Effekte 197 2.5 Kritische Rohstoffe 207 3. Bewertung sozialer Aspekte 216 3.1 Akzeptanz 217 3.2 Nutzerverhalten 227 3.3 Verkehrslärm und Unfallgeschehen 231 IV. SYNTHESE 239 1. Kritische Aspekte und Potenziale der Elektromobilität 239 1.1 Technologische Herausforderungen und Fahrzeugkonzepte 241 1.2 Volkswirtschaftliche Potenziale 243 1.3 Ökologische Auswirkungen 246 1.4 Lärmreduktion und Sicherheit 252 1.5 Kritische Rohstoffe 253 1.6 Erstmärkte und Zielgruppen 254 2. Förderung der Elektromobilität 256 2.1 Aktuelle Technologieaktivitäten und Fördermaßnahmen 258 2.2 Förderung von Forschung und Entwicklung 260 2.3 Monetäre Anreize 261 2.4 Nichtmonetäre Anreize 265 2.5 Ausbau einer Ladeinfrastruktur 266 2.6 Neue Mobilitätskonzepte 268 3. Schlussfolgerungen und Handlungsoptionen 269 LITERATUR 273 1. In Auftrag gegebenes Gutachten 273 2. Weitere Literatur 273 ANHANG 293 1. Tabellenverzeichnis 293 2. Abbildungsverzeichnis 294 3. Abkürzungen 298 GLOSSAR 30