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 Research Report for 2009

Abteilung für Wirtschaftsinformatik

Wirtschaftswissenschaftliches Insitut

Schwerpunkt für Public & Non-Profit Management und ökonomische Nachhaltigkeitsforschung

Platz der Alten Synagoge
79085 Freiburg i. Br.
Tel: 0761-203-2395 Fax: 0761-203-2416
Email wirtschaftsinformatik@vwl.uni-freiburg.de
http://www.is.uni-freiburg.de


Scientific Employees

  • Prof. Dr. Dirk Neumann, Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik
  • Prof. Dr. Franz Schober, Emeritus (ab 01.10.2006)
  • Dr. Christian Bodenstein, Wissenschaftlicher Mitarbeiter (m/w), Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik
  • Dr. Markus Hedwig, Wissenschaftlicher Mitarbeiter (m/w), Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik
  • Dr. Tim Püschel, Externer Doktorand (m/w), Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik
  • Dr. Xiaoqiu Qiu, Wissenschaftlicher Mitarbeiter (m/w)
  • Dr. Felix Wex, Wissenschaftlicher Mitarbeiter (m/w)
Entries in "Who is Who"

Main Research

  • Angesichts explodierender Bevölkerungszahlen, Klimawandel und den daraus resultierenden politischen Streitigkeiten steht die Menschheit vor massiven Problemen in den zentralen Säulen der Zivilisation z.B. Ernährung, Energie und Rohstoffverwendung. Die Rohstoffe des Planeten sind begrenzt und müssen daher möglichst effektiv, effizient und vor allem nachhaltig eingesetzt werden. Eine derartige, effiziente – also möglichst ressourcenschonende – Nutzung ist allerdings in der heutigen Zeit ohne intelligente IT Lösungen nicht realisierbar. Insbesondere die Steuerung von dezentralen Systemen bedarf einer schnellen Entscheidung zwischen rechtlich unabhängigen Akteuren. Als Beispiel kann ein sogenanntes Smart Grid in der Energieverwendung bezeichnet werden, in dem Betreiber von Windkraftwerken, Fernwärmekraftwerken und Photovoltaikanlagen und Haushalten als Erzeuger und Verbraucher zusammengeschlossen sind. Auf der Energieerzeugungsebene werden regenerative Energien je nach Wettereinflüssen (Wind, Sonnenstunden) zur Verfügung gestellt, die einen stark schwankenden Verbrauch zu befriedigen haben. Auf der Basis von Vergangenheits- und Verbrauchsdaten kann die Steuerung der Anlagen aus Kostensicht optimiert werden, was zu einer beträchtlichen Ressourceneinsparung führen kann. Die Bewältigung der Datenmengen und die anschließende Optimierung in Sekundenbruchteilen ist ohne eine intelligente IT Steuerung nicht möglich. Die Entwicklung intelligenter Lösungen steht dabei vor drei zentralen Herausforderungen, die es simultan zu beherrschen gilt: Große Datenmengen: Intelligente Lösungen müssen in der Lage sein, riesige Datenmengen in kürzester Zeit zu verarbeiten. Der Smarter Plant erfordert Big Data Analytics Kapazitäten, die in der Lage sind, eine zeitnahe Optimierung sicherzustellen. Dezentralität: Die Systemelemente stehen für gewöhnlich nicht unter zentraler Kontrolle, wie das Beispiel unseres Smart Grid zeigt. Daher werden Koordinationslösungen benötigt, die eine Abstimmung interdependenter Aktivitäten erlauben. Die Lösungsqualität derartiger dezentraler Systeme sind i.d.R. schlechter als diejenigen für zentrale Lösungen; dieser Verlust (oder auch Deadweight Loss) ist zwar unvermeidbar, doch sollen die intelligenten Lösungen diesen minimieren. Real-time Unterstützung: Intelligente Lösungen benötigen nicht selten eine zeitnahe Entscheidung. Die zeitkritische Entscheidung ist durch die riesigen Datenmengen und die dezentrale Natur des Planungsproblems, was weitere Koordinationsschritte verlangt, sehr komplex Am Lehrstuhl werden derzeit Lösungen zu den Themenkomplexen IT Infrastruktur, Energiesysteme, Transport, eBusiness und Sicherheit in Städten erarbeitet: - Energieeffiziente IT Infrastrukturen (Green IT) - Energieeffizientes Transportsystem (Green Logistics) - Ressourcenschonende dezentrale Energiesysteme - Alternde Gesellschaft und Electronic Business Systeme - Intellligentes Risikomanagement - Sichere Städte Die Forschungsarbeit erfolgt nicht abgeschlossen im Lehrstuhl, sondern in Kooperation mit Projektpartnern. Mit einigen Partnern (SAP, IBM) wird bereits konkret im Rahmen von Projekten (bzw. Projektanträgen) gearbeitet. Andere Partner (Commerzbank, Bosch) finanzieren intern durch dedizierte Doktorandenprogramme Lehrstuhlmitarbeiter.
  • Energieeffiziente IT Infrastrukturen (Green IT): Moderne IT-Infrastrukturen verursachen ebenso viel schädliche CO2 Emissionen, wie die gesamte Luftfahrbranche. Die Verringerung des Energieverbrauchs ist dabei schwierig, da state-of-the-art IT-Systeme wie etwa Multi-Tier Enterprise Systeme sehr komplex sind, was eine ressourcenschonende Steuerung dieser Systeme erschwert. Am Lehrstuhl werden Lösungen (d.h. Algorithmen) erarbeitet, welche den Energieverbrauch um bis zu 50% senken könnten. Die Lösungen werden in Prototypen implementiert und in Experimenten in Realsystemen evaluiert.
  • Energieeffizientes Transportsystem (Green Logistics): Wenn auch heute mehr Güter digital angeboten werden (wie bspw. das eBook) so stieg doch der Transportbedarf Jahren beträchtlich. Insbesondere Onlineanbieter wie Amazon oder Ebay führen zu einer Explosion an Transportkapazitäten. Am Lehrstuhl werden daher intelligente Lösungen entwickelt, die das Transportsystem effizienter gestalten sollen. Dabei wird versucht, durch die Wahl der Lagerstätten und der Transportmittel die Energiekosten des Transports drastisch zu reduzieren.
  • Alternde Gesellschaft und Electronic Business Systeme: Die zunehmende Vergreisung der Gesellschaft und der damit einhergehenden abnehmenden Mobilität der Bürger wird in den nächsten Jahrzehnten eine Vervielfachung des Online Handels mit sich bringen. Allerdings ist bisher wenig erforscht, wie tragfähige Internetgeschäftsmodelle der Zukunft – konfrontiert mit der Vergreisung der Gesellschaft – aussehen werden.
  • Sichere Städte: Nicht zuletzt durch die terroristischen Anschläge vom 11.9.2001 ist der Bedarf an Sicherheit stark gestiegen. Die zunehmende Urbanisierung großer Städte macht sie zu besonders gefährdeten Zielen. Am Lehrstuhl werden daher Informationssysteme entwickelt, die die Resilienz von Städten spürbar erhöht. Dazu zählen zum einen präventive Maßnahmen, schon im Vorfeld Terroristen zu identifizieren zu können, aber auch Maßnahmen der Nachsorge, um die Schäden von Anschlägen möglichst schnell beseitigen zu können.

Scientific and Research Projects


  • EU-Projekt SORMA
    • Project Manager: Neumann D
    • Start/End of project: 2006 until 2009
    • Project Details
  • Freiburger Kompetenzverbundes Sicherheit und Gesellschaft
    • Project Manager: Neumann D
    • Start/End of project: 01.12.2008 until 31.12.2010
    • Project Details
  • Verbundprojekt ValueGrids: Unterstützung dynamischer Wertschöpfungsnetze durch service-orientierte Infrastrukturen
    • Project Manager: Neumann D
    • Start/End of project: 01.06.2009 until 31.05.2012
    • Project Details

Scientific publications

Journal Articles:
  • Borissov N, Neumann D, Weinhardt C: Automated Bidding in Computational Markets. An Application in Market-Based Allocation of Computing Services, Special issue on Market-Based Control Journal of Autonomous Agents and Multi-Agent Systems (JAMAAS), 2009.
  • Stoesser J, Neumann D, Weinhardt C: Market-Based Pricing in Grids: On Strategic Manipulation and Computational Cost Eur J Oper Res, 2009.
Book Chapters:
  • Bodenstein C: Heuristic Scheduling in Grid Environments: Reducing the Operational Energy Demand In: Economic Models and Algorithms for Distributed Systems Birkhäuser Verlag, 2009.
Editions (miscellany):
  • Neumann D, Baker M, Altmann J, Rana O (Hrsg.): Economic Models and Algorithms for Distributed Systems, Switzerland: Birkhäuser Verlag, 2009 (“Autonomic Systems” book series).
Oral Presentations:
  • Püschel T: Intelligentes Ressourcenmanagement für Clouds - Koncept und Implementierung eines Entscheidungsmodels 2009 (9. Internationalen Tagung Wirtschaftsinformatik 2009, Kolloquium für Doktoranden der Wirtschaftsinformatik- 23. und 24. Februar 2009, Wien). : http://www.wi2009.at/doctoral.html
  • Wex F: Emergency Response Systems 2009 (Doktorandenkolloquium im Rahmen des Forschungsverbundes "Sicherheit und Gesellschaft", Freiburg, Deutschland, 20./21.11.2009).
Conference Papers:
  • Anandasivam A, Neumann D: Managing revenue in Grids 2009 (Hawaii International Conference on System Sciences (HICSS 2009)).
  • Beckhaus A, Karg LM, Graf CA, Grottke M, Neumann D: Prioritization of software process improvements: A COQUALMO-based case study and derived decision support scheme 2009 (4th International Conference on Software and Data Technologies, (ICSOFT 2009), Sofia, Bulgaria).
  • Bodenstein C, Püschel T, Hedwig M, Neumann D: DEEP-SaM – Energy-Efficient Provisioning Policies for Computing Environments 2009 (Workshop on Grid Economics and Business Models, Springer LNCS, Delft, Netherlands).
  • Borissov N, Brunner R, Neumann D, Freitag F, Navarro L, Weinhardt C: Fostering Efficiency of Computational Resource Allocation - Integrating Information Services into Markets 17th European Conference on Information Systems, 2009.
  • Hedwig M, Malkowski S, Neumann D: Taming Energy Costs of Large Enterprise Systems through Adaptive Provisioning 2009 (International Conference on Information Systems (ICIS 2009), Phoenix, Arizona).
  • Lang F, Püschel T, Neumann D: Serious Gaming for the Evaluation of Market Mechanisms 2009 (International Conference on Information Systems (ICIS 2009), Phoenix, Arizona).
  • Malkowski S, Hedwig M, Jayasinghe D, Park J, Kanemasa Y, Pu C: A New Perspective on Experimental Analysis of N-tier Systems: Evaluating Database Scalability, Multi-bottlenecks, and Economical Operation CollaborateCom '09, 2009.
  • Malkowski S, Hedwig M, Pu M: Experimental Evaluation of N-tier Systems: Observation and Analysis of Multi-Bottlenecks 2009 (12th International Symposium on Workload Characterization).
  • Meinl T, Neumann D: A Real Options Model for Risk Hedging in Grid Computing Scenarios 2009 (Hawaii International Conference on System Sciences (HICSS), Waikoloa, Hawaii.).
  • Meinl T, Stoesser J, Neumann D: Game-theoretic Analysis of Pay-as-Bid Mechanisms 17th European Conference on Information Systems, 2009.
  • Püschel T, Anandasivam A, Neumann D: Making money with clouds – Revenue optimization through automated policy decisions 17th European Conference on Information Systems, 2009.
  • Püschel T, Neumann D: Management of Cloud Infrastructures: Policy-based revenue optimization 2009 (International Conference on Information Systems (ICIS 2009), Phoenix, Arizona).
  • Schober F, Gebauer J: How Much to Spend on Flexibility? Determining the Value of Information System Flexibility 2009 (15th Americas Conference on Information Systems (ACIS 2009)).
  • Stoesser J, Neumann D: A Model of Preference Elicitation: The Case of Distributed Resource Allocation 17th European Conference on Information Systems, 2009.

Special Scientific Activities

Scientific Dissertations