3383 research outputs found
Sort by
Entwicklung und Anwendung einer auf genetischen Algorithmen basierten Methode zur Reduktion und Optimierung von chemischen kinetischen Mechanismen
Get PDFAn automatic method for the reduction and optimization of chemical kinetic mechanisms under specific physical or thermodynamic conditions has been developed and described in this work. The mechanism reduction method relies on the genetic algorithm (GA) search for a smallest possible subset of reactions from the detailed mechanism while still preserving the ability of the reduced mechanism to describe the overall chemistry at an acceptable error. Accuracy of the reduced mechanism is determined by comparing its solution to the solution obtained with the full mechanism under the same initial and/or physical conditions. For the reduction, not only the chemical accuracy and the size of the mechanism are considered but also the time for its solution which helps to avoid stiff and slow-converging mechanisms.
The (subsequent) optimization technique is based on a genetic algorithm that aims at finding new reaction rate coefficients to restore the accuracy which is usually decreased by the preceding reduction process. The accuracy is defined by an objective function that covers regions of interest where the reduced mechanism may deviate from the original mechanism. The objective function directs the search towards more accurate reduced mechanisms that are valid for a given set of operating conditions. The mechanism's performance is assessed for homogeneous-reactor or laminar-flame simulations against the results obtained from a given reference.
An additional term introduced to the objective function is a so-called penalty term that influences the reaction rates during the optimization. With the penalty term, the change to the reaction rates can be minimized, keeping them as close as possible to their nominal values. It is demonstrated that the penalty function can be used instead of defining the uncertainty bounds from the literature for each reaction in the mechanism, which can be a tremendous effort when dealing with large or insufficiently investigated mechanisms. The penalty term can also be used for further reduction of the mechanism by driving the reaction rates towards zero during the optimization. This approach is addressed in a greater detail in the final section of the thesis which shows the convergence behaviour of the integer-coded reduction, the real-coded optimization and reduction of the reduced mechanisms and the real-coded-optimization and reduction of the full mechanism. The convergence study shows that the real-coded optimization with the size-penalty function exhibits the fastest convergence towards one global optimum, which makes a good case for investigating and improving the real-coded reduction as a direct way to optimize and reduce the full mechanism at the same time.
The GA-based reduction and optimization method has shown to be robust, flexible, and applicable to a range of operating conditions by using multiple criteria simultaneously.In dieser Arbeit wurde eine automatische Methode zur Reduktion und Optimierung von chemischen kinetischen Mechanismen unter spezifischen physikalischen oder thermodynamischen Bedingungen entwickelt und beschrieben. Die Reduktion des Mechanismus beruht auf dem genetischen Algorithmus (GA), der nach einer kleinstmöglichen Untermenge von Reaktionen aus dem detaillierten Mechanismus sucht, während er die Fähigkeit des reduzierten Mechanismus noch bewahrt, die Gesamtchemie bei einem akzeptablen Fehler zu beschreiben. Die Genauigkeit des reduzierten Mechanismus wird durch Vergleich seiner Lösung mit der Lösung, die mit dem vollständigen Mechanismus unter den gleichen Anfängsbedingungen und/oder physikalischen Bedingungen erhalten wird, bestimmt. Für die Reduktion werden nicht nur die chemische Genauigkeit und die Größe des Mechanismus berücksichtigt, sondern auch die Simulationszeit, die hilft, steife und langsam konvergierende Mechanismen zu vermeiden.
Die (nachfolgende) Optimierungstechnik basiert auf einem genetischen Algorithmus, der darauf abzielt, neue Koeffizienten der Reaktionsgeschwindigkeiten zu finden, um die Genauigkeit die üblicherweise durch den vorhergehenden Reduktionsvorgang verringert wird, wiederherzustellen. Die Genauigkeit wird durch eine Zielfunktion definiert, die Bereiche vom Interesse abdeckt, in denen der reduzierte Mechanismus von dem ursprünglichen Mechanismus abweichen kann. Die Zielfunktion lenkt die Suche nach genaueren reduzierten Mechanismen, die für einen bestimmten Satz von Betriebsbedingungen gültig sind. Die Leistung des Mechanismus wird für Simulationen von homogenem Reaktor oder laminaren Flammen gegenüber den Ergebnissen aus einer gegebenen Referenz bewertet.
Ein zusätzlicher Term, der in der Zielfunktion eingeführt wird, ist ein sogenannter Strafterm, der die Reaktionsgeschwindigkeiten während der Optimierung beeinflusst. Mit dem Strafterm kann die Änderung der Reaktionsgeschwindigkeiten minimiert werden, sodass sie so nah wie möglich an ihren Startwerten gehalten werden. Es wird gezeigt, dass der Strafterm verwendet werden kann, anstatt die Unsicherheitsgrenzen aus der Literatur für jede Reaktion im Mechanismus zu definieren. Der Strafterm kann auch zur weiteren Reduzierung des Mechanismus verwendet werden, indem die Reaktionsgeschwindigkeiten während der Optimierung auf Null gestellt werden. Dieser Ansatz wird im letzten Abschnitt der Arbeit näher erläutert.
Es wird das Konvergenzverhalten der ganzzahlig codierten Reduktion, der realcodierten Optimierung und Reduktion der reduzierten Mechanismen, sowie der realcodierten Optimierung und Reduktion des vollständigen Mechanismus analysiert. Die Konvergenzstudie zeigt, dass die realcodierte Optimierung mit dem Strafterm die schnellste Konvergenz zu einem globalen Optimum hat. Das bietet einige neue Möglichkeiten für die Erforschung und Verbesserung der realcodierten Reduktion, als direkten Weg zur gleichzeitigen Optimierung und Reduzierung des vollen Mechanismus.
Die GA-basierte Reduktions- und Optimierungsmethoden haben sich als robust, flexibel und anwendbar für eine Reihe von Betriebsbedingungen erwiesen, indem gleichzeitig mehrere Kriterien betrachtet werden sollen
Structural health monitoring concepts for bridge strengthening - requirement, basics and implementation
Get PDFAufgrund der ungünstigen Entwicklung der Altersstruktur bestehender Brücken und den damit verbundenen Abnutzungserscheinungen und Schäden sowie der stetigen Steigerung der Verkehrsbeanspruchung besteht ein enormer Bedarf für die tragfähigkeitsrelevante Verstärkung von Massivbrücken im Bundesfernstraßennetz. Wie groß die Wirksamkeit und die dauerhafte Funktionsfähigkeit zur Verfügung stehender Verstärkungstechniken ist, kann oftmals jedoch im Rahmen der Bauwerksprüfungen nicht hinlänglich und objektiv überprüft werden. Darüber hinaus müssen die vorhandenen finanziellen Mittel sinnvoll mit Hilfe eines effizienten Erhaltungsmanagements eingesetzt werden.
Die Ziele dieser Arbeit sind zum einen, den Verstärkungsbedarf beziehungsweise die Notwendigkeit zur Verstärkung von Massivbrücken im Bundesfernstraßennetz anhand von vorhandenen Bauwerks- und Schadensdaten grundsätzlich zu untersuchen. Die Analyse erfolgt dabei nicht objektbezogen für einzelne Bauwerke, sondern mit Hilfe von Methoden der Risikobewertung für häufig im Bestand befindliche Bauwerkstypen und Konstruktionsweisen, die repräsentativ für den Brückenbestand sind. Zum anderen besteht die Motivation der Arbeit darin, messtechnisch gestützte Konzepte für die Überwachung tragfähigkeitsrelevanter Verstärkungen von Massivbrücken zu erarbeiten, die der Bewertung der Wirksamkeit und der dauerhaften Funktionsfähigkeit von Verstärkungsmaßnahmen dienen. Dazu erfolgt im Anschluss an die konzeptionelle Entwicklung eine prototypische Implementierung eines Überwachungskonzeptes an einem realen Brückenbauwerk. Die Ergebnisse der Arbeit dienen insbesondere dem Erkenntnisgewinn hinsichtlich der Planung, Umsetzung und Überwachung zukünftiger Instandsetzungs- und Verstärkungskonzepte für Massivbrücken im Rahmen eines effizienten Erhaltungsmanagements
Locally analytic representations in the moduli spaces of Lubin-Tate
Get PDFSei K eine endliche Erweiterung von Q_p mit dem Ring der ganzen Zahlen o, und sei H_0 ein formaler o-Modul von endlicher Höhe über einem separablen Abschluß des Restklassenkörpers von K. Der Lubin-Tate-Modulraum X_m klassifiziert die Deformationen von H_0 zusammen mit Level-m-Struktur. In dieser Doktorarbeit studieren wir einen besonderen Typ p-adischer Darstellungen, die sich aus der Aktion von Aut(H_0) auf bestimmten äquivarianten Vektorbündeln auf der
generischen Faser von X_m ergeben. F ür alle Level m zeigen wir, daß der Fréchet-Raum der globalen Schnitte dieser Vektorbündel dual zu einer lokal K-analytischen Darstellung von Aut(H_0) ist und die vorherigen Ergebnisse von J. Kohlhaase im den Fall K = Q_p und m = 0 verallgemeinern. Als ein erster Schritt, um diese Darstellungen besser zu verstehen, berechnen wir ihre lokal endlichen Vektoren. Im Wesentlichen entstehen alle lokal endlichen Vektoren durch Zurückziehen
von globalen Schnitten des projektiven Raums über den Gross-Hopkins-Periodenmorphismus.Let K be a finite extension of Q_p with ring of integers o, and let H_0 be a formal o-module of finite height over a separable closure of the residue class field of K. The Lubin-Tate moduli space X_m classifies deformations of H_0 equipped with level-m-structure. In this thesis, we study a particular type of p-adic representations originating from the action of Aut(H_0) on certain equivariant vector bundles on the generic fibre of X_m . We show that, for arbitrary level m, the Fréchet space of the global sections of these vector bundles is dual to a locally K-analytic representation of Aut(H_0) generalizing previous results of J. Kohlhaase in the case K = Q_p and
m = 0. To get a better understanding of these representations, we compute their locally finite vectors. Essentially, all locally finite vectors arise from the global sections over the projective space via pullback along the Gross-Hopkins period map
Degradation and effect of selected anthropogenic substances in the biogas process
Get PDFDie Erzeugung von Biogas aus nachwachsenden Rohstoffen und organischen Reststoffen wird auch in Zukunft in Deutschland zum Erreichen der Ziele der Energiewende eine wichtige Rolle spielen. Eine optimale Prozess-Führung, -Kontrolle und -Kenntnis ist dabei unerlässlich, um den Biogasprozess so effektiv wie möglich zu gestalten. Gängige Substrate wie Mais und Gülle führen immer häufiger anthropogene Verunreinigung wie Pestizide, Antibiotika und veterinäre Desinfektionsmittel mit sich. Es muss daher sichergestellt sein, dass diese anthropogenen Stoffe weder eine Belastung für die mikrobiologischen Prozesse darstellen noch eine Gefährdung von diesen für Mensch und Umwelt ausgehen.
In der vorliegenden Arbeit sollten Kenntnisse über den Einfluss von anthropogenen Stoffen auf den anaeroben Vergärungsprozess anhand von Laborversuchen erlangt werden. Als relevante anthropogene Stoffe wurden die aktiven Bestanteile von veterinären Desinfektionsmitteln, quaternären Ammoniumverbindungen, und das Pestizid Glyphosat getestet. Hierbei wurden neben der Betrachtung der Biogasproduktion anhand von Fettsäureprofilen die beeinflussten Gruppen von anaeroben Mikroorganismen ermittelt. Erweiternd zu vorangegangenen Studien sollte für die Gruppe der quaternären Ammoniumverbindungen getestet werden, ob Mischungen von mehreren Substanzen einen verstärkenden (synergistischen) Effekt aufweisen. Ferner wurden Abbau- und Adsorptionsversuche durchgeführt, um das Umweltverhalten dieser Stoffe zu simulieren. All dies erforderte sensitive, substanzspezifische Analysenverfahren aus biologischen Matrices, welche im Rahmen dieser Arbeit weiterentwickelt und validiert wurden.
Die Versuchsergebnisse zeigen, dass von Glyphosat und seinem Metaboliten Aminomethylphosphonsäure (AMPA) für den zu erwartenden Konzentrationsbereich keine Beeinflussung der mikrobiologischen Prozesse zur Biogaserzeugung aus gehen. Jedoch zeigten die quaternären Ammoniumverbindungen bereits bei deutlich geringeren Konzentrationen (1 bis 5 mmol·L-1) einen Einfluss auf die anaeroben Mikroorganismen. Außerdem konnten für diese Substanzen synergistische Effekte festgestellt werden (0,1 bis 0,01 mmol·L-1). Dies ist besonders kritisch, da quaternäre Ammoniumverbindungen in diesen Konzentrationsbereichen (0,01 mmol·L-1) bereits in Biogasanlagen nachgewiesen wurden. Ein wichtiges Ergebnis dieser Arbeit ist, dass gezeigt wurde, dass die Hydrophilie der quaternären Ammoniumverbindungen über die Toxizität dieser Stoffe entscheidet, die mit steigender Membranlöslichkeit zur Zelllysis führen. Dies betraf vorwiegend die Archaeen. Ein Abbau dieser Substanzen konnte nicht festgestellt werden. Der hohe Eliminationsgrad der Substanzen wurde auf Adsorption zurückgeführt. Die Ergebnisse und die daraus gezogenen Schlüsse zum Einsatz von quaternären Ammoniumverbindungen können für Betreiber von Biogasanlagen als Verfahrensvorschläge verwendet werdenThe production of biogas from renewable materials and organic waste will play an important role for the renewable energy sector in Germany. Optimal management, control and knowledge of the process are essential for an effective anaerobic digestion. An increasing level of feedstock contamination with pesticides, antibiotics and veterinary disinfectants was recently reported. Therefore, it is essential to ensure that these anthropogenic substances do not negatively impact microbiological processes and the environment.
In this work, laboratory tests were performed to detect the influence of anthropogenic substances on anaerobic digestion. Thus, active ingredients of veterinary disinfectants (quaternary ammonium compounds) and the pesticide glyphosate were tested as relevant anthropogenic substances. Apart from the study of biogas production, the fatty acid profiles were analyzed to evaluate which anaerobic microorganisms were influenced. In addition to previous studies, experiments should be included that test for synergistic effects of individual substances or mixtures of quaternary ammonium compounds. Furthermore, degradation and adsorption experiments were carried out to simulate the environmental behavior of these substances. All tests required sensitive, substance specific analytical methods from complex matrices, which were further developed and validated within this work.
The test results show that glyphosate and its metabolite aminomethylphosphonic acid do not influence the microbiological processes of biogas production in the expected concentration range. However, quaternary ammonium compounds affected the anaerobic microorganisms already at significantly lower concentrations (1 to 5 mmol·L-1). In addition, synergistic effects were observed for these substances (0.1 to 0.01 mmol·L-1). This is particularly critical, since quaternary ammonium compounds have already been detected in biogas plants in similar concentrations (0.01 mmol·L-1). An important result of this work is that the hydrophilicity of the quaternary ammonium compounds was determined as a reason for toxicity due to cell lysis with increasing membrane solubility. This mainly concerned the methanogenic archaea. The degradation of these substances could not be determined. The high elimination rate of these substances was attributed to adsorption on the sewage sludge. The results and the resulting conclusions for the use of quaternary ammonium compounds can be used as a procedural requirement for anaerobic digestions
Entwicklung eines biologischen Verfahrens zur Umwandlung von überschüssiger Elektrizität via Wasserstoff in Biogas
Get PDFWind and solar energy have a vital role to play as promising renewable energy sources. However, energy demand and consumption varies thus, making these energy sources subject to both seasonal as well as hourly variation. In times of overproduction a high percentage of wind or solar energy is judged to be a surplus. The Power – to – Gas (PtG) concept can contribute so as amounts of renewable energy are not wasted, but are rather used.
The PtG concept combines the excess generated electricity from renewable sources with the anaerobic digestion process. Surplus electricity can be converted to methane via hydrogen production by water electrolysis and then hydrogen utilization for biological methanation.
The present work focuses on biological methanation with hydrogen utilization in the anaerobic digestion process. Different experimental systems were installed and operated in a continuous way.
The supply of hydrogen to the anaerobic digester for in – situ biogas upgrading as well as implementation of an ex – situ biogas upgrading process for hydrogen and carbon dioxide utilization, as the sole feeding stream, were examined.
In this study, different CSTR reactors, treating sewage sludge, were evaluated. The experiments were conducted at mesophilic temperature. Hydrogen was injected. Various operational conditions were implemented. The treatment system’s performance was monitored. The effects of different hydrogen flow rates on the process performance were monitored. For further improvement of methane yield, biogas recirculation was tested.
High conversion efficiency was obtained. Methane production rate was increased compared to the control reactor. Methane content resulted in higher percentages both for in – situand ex – situ processes.
The results suggest that hydrogen utilization into the anaerobic process can account for a possible way to deal with the high share of variable renewable power production. Surplus electricity can be converted to methane, an easily storable and grid compatible gas.Wind- und Solarenergie spielen eine gewichtige Rolle als erfolgsversprechende erneuerbare Energiequellen. Der Energiebedarf und der Energieverbrauch sind jodoch variabel, deshalb unterliegen diese Energiequellen stündlichen und jahreszeitlichen Schwankungen. In Zeiten der Überproduktion, kann ein hoher Anteil der Wind- und Solarenergie, als Überschuss betrachtet werden. Das Power to Gas Prinzip (kurz PtG, kann mit „Elektrische Energie zu Gas“ übersetzt werden) kann dazu beitragen, dass die überschüssige Energie nicht verschwendet, sondern gespeichert wird.
Bei dem PtG Prinzip, wird der Überschuss der erneuerbaren Energie, mit der anaeroben Vergärung kombiniert. Stromüberschuss kann in Methan umgewandelt werden. Dies geschieht durch Wasserstofferzeugung mittels Wasserelektrolyse und durch die anschließende Verwendung von Wasserstoff für die biologische Methanisierung.
Die vorliegende Arbeit legt den Schwerpunkt auf die biologische Methanisierung mit der Verwendung von Wasserstoff in der anaerobe Vergärung. Verschiedene Verschuchssysteme wurden installiert und fortlaufend betrieben.
Die Einspeisung von Wasserstoff in den anaeroben Fermenter einer in – situBiogasaufbereitung und ein ex – situ Prozess für die Biogasaufbereitung, in dem ausschließlich Wasserstoff und Kohlendioxide zugegeben wurden, wurden untersucht.
Im Rahmen dieser Arbeit, wurden verschiedene CSTR Reaktoren, in denen Klärschlamm behandelt wurde, untersucht. Die Experimente fanden unter mesophilen Bedingungen statt. Wasserstoff wurde hinzugeführt. Verschiedene Betriebsbedingungen wurden umgesetzt. Die Leistung des Behandlunssystems wurde überwacht. Die Wirkungen von verschiedenen Wasserstoffdurchflussmengen auf die Effektivität des Prozesses wurde ebenfalls überwacht. Zur weiteren Optimierung des Methanertrags, wurde eine Rueckfuehrung des Biogases untersucht.
Ein hoher Umwandlungswirkungsgrad konnte erreicht werden. Die Produktionsrate von Methan stieg an, im Vergleich zu einem Kontrollreaktor. Sowohl beim in – situ, als auch beim ex – situ Prozess Konnten höhere Methankonzentrationen beobachtet werden.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Verwendung von Wasserstoff im anaeroben Prozess, eine Möglichkeit für die Verwendung von überschüssigen, erneuerbaren Energien darstellen kann. Stromüberschüsse können zu Methan umgewnadlet werden und und sind so einfach speicherbar
The role of hereditary KCNQ1 mutations in water-related death
Get PDFBei im Wasser gefundenen Leichen ist eine zweifelsfreie Diagnose der Todesursache oft nur schwer oder gar nicht möglich. Selbst wenn ein Ertrinken sicher festgestellt werden kann, bleibt der Grund dafür häufig ungeklärt.
Todesfälle im Wasser, inklusive sicherer Ertrinkungsfälle ohne eine ersichtliche Ursache, können ebenso wie plötzliche Todesfälle an Land den Kategorien „plötzlicher Herztod“ oder „plötzlicher unerklärter Tod“ zugeordnet werden. Daher kann davon ausgegangen werden, dass auch die Raten an primären Arrhythmiesyndromen (inklusive dem Long-QT-Syndrom(LQTS)) im Wasser und an Land ähnlich hoch sind.
Ziel der vorliegenden Studie war es, bei im Wasser gefundenen Leichen Mutationen oder Polymorphismen im Ionenkanalgen KCNQ1 zu finden, die mit dem Long-QT-Syndrom Typ 1 assoziiert werden. So sollte zum einen die molekulare Autopsie mit gezielter Suche nach diesen Veränderungen als weiteres diagnostisches Mittel bei Todesfällen im Wasser etabliert werden und zum anderen den nachweisbaren Mutationen eine mögliche Pathogenität zugeordnet werden.
Es wurden Trockenblutproben von 198 im Wasser verstorbenen Personen auf Mutationen in fünf Exons von KCNQ1, in denen Mutationscluster beschrieben wurden, mittels Sequenzierungs-Polymerase-Kettenreaktion untersucht. Zur Bestätigung der Sektionsdiagnose „Ertrinken“ wurde, wenn möglich eine histologische Untersuchung des Lungengewebes durchgeführt.
Obwohl LQTS zu den häufigsten hereditären Arrhythmiesyndromen zählt, das LQT1 wiederum das häufigste LQTS ist und Schwimmen zudem ein Triggerfaktor für das LQT1 ist, konnte keine Mutation im untersuchten Kollektiv in den analysierten Exons gefunden werden.
Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass in Ertrinkungsfällen die Analyse des einzelnen Genes KCNQ1 nicht ausreicht, um eindeutige Hinweise auf die Todesursache zu bekommen. Das LQT1 weist eine inkomplette Penetranz auf und ist nicht auf eine oder wenige spezielle Mutationen zurückzuführen. Offenbar spielen mehrere genetische Faktoren und Umwelteinflüssen eine Rolle.In cases of bodies found in water a conclusive diagnosis of cause of death is often impossible. Even if drowning can be confirmed, it is still often considered to be unexplained. Deaths in water, including cases of drowning without explanation, as well as all other sudden deaths can be determined as “sudden unexplained deaths” or “sudden cardiac deaths”. Thus, it can be assumed, that the percentage of cases with primary arrhythmia syndromes including the “Long-QT-syndrome” (LQTS) is the same among deaths in water as well as on land.
The aim of this study was to find mutations in the ion-channel gene KCNQ1, which are associated with the LQTS type 1. Thus, a targeted search for these mutations should establish a way of molecular autopsy as a new means of determining cause of death in bodies found in water and also identify a possible pathogenicity of those mutations.
Dried blood-samples of 198 cases of drowning were screened for mutations in five exons of the gene KCNQ1 (which have been shown to harbor major mutation-clusters) by sequencing-amplification. To confirm the diagnosis of drowning, a histological examination of lung-tissue was performed where possible.
Even though LQTS is one of the most prevalent hereditary arrhythmia syndromes, LQT1 is the most frequent LQTS and swimming is considered to be the trigger to cause possibly fatal arrhythmias in LQT1-patients, none of the cases investigated in this study showed any mutation of KCNQ1 at all in the chosen exons. Therefore, this study shows that the analysis of the single gene KCNQ1 is not sufficient to achieve the diagnosis of drowning. LQT1 shows an incomplete penetrance and cannot be attributed to one or a few certain mutations. Obviously more genetic factors as well as environmental effects are involved
Problem-based privacy analysis (ProPAn) – a computer-aided privacy requirements engineering method
No full textWith the advancing digitalization in almost all parts of our daily life, e.g., electronic health records and smart homes, and the outsourcing of data processing, e.g., data storage in the cloud and data analysis services, computer-based systems process more and more data these days. Often the processed data originate from natural persons (called data subjects) and are hence personal data possibly containing sensitive information about the individuals. Privacy in the context of personal data processing means that personal data are protected, e.g., against unwanted access and modification, that data subjects are aware about the processing practices of the controller that processes their data, and that data subjects keep control over the processing of their personal data. Privacy regulations, such as the EU General
Data Protection Regulation (GDPR), aim at protecting data subjects by empowering them with rights and by putting obligations on controllers processing personal data. Not only administrative fines defined in regulations are a driver for the consideration of privacy in the development of a software-based system, also several data breaches occurred in the last years have shown that a poor consideration of privacy during the system and software development may
ultimately lead to a loss of trust in and reputation of the controller.
To avoid the occurrence of data breaches and to be compliant with privacy regulations, privacy should to be considered in system and software development as a software quality from the beginning. This approach is also known as privacy-by-design. There are several challenges for privacy-by-design methods that are still not fully addressed by existing methods. First, diverse notions of privacy exist. Most of these privacy notions are non-technical and have to be
refined to more technical privacy requirements that can be related to the system. Second, the system has to be analyzed for its personal data processing behavior. That is, it has to be determined which personal data are collected, stored, and provided to others by the system. Third, the privacy requirements have to be elicited that are actually relevant for the system. Fourth, the privacy risks imposed by or existing in the system have to be identified and evaluated. Fifth, measures that implement the privacy requirements and mitigate
the privacy risks of the system have to be selected and integrated into the system. Sixth, privacy regulations mandate to assess the impact of the personal data processing on the data subjects. Such a privacy impact assessment (PIA) may be performed as part of a privacy-by-design method. Seventh, the conduction of a privacy-by-design method should be supported as good as possible, e.g., by a
systematic method, supportive material, and computer support.
In this thesis, I propose the privacy requirements engineering method
Problem-based Privacy Analysis (ProPAn). The ProPAn method aims to address the aforementioned challenges starting with a system's functional requirements as input. As part of ProPAn, I provide a privacy requirements taxonomy that I derived from and mapped to various other privacy notions. This privacy requirements taxonomy addresses the first challenge mentioned above. The ProPAn
method is the main contribution of my thesis and addresses the second to seventh challenge mentioned above. To address the fifth challenge in the ProPAn method, I propose an aspect-oriented requirements engineering framework that allows to model
cross-cutting functionalities and to modularly integrate them into a system's functional requirements. The seventh challenge is addressed by ProPAn's computer support for the execution of the method and the documentation and validation of the method's artifacts in a machine-readable model.Mit der fortschreitenden Digitalisierung in beinah allen Bereichen unseres täglichen Lebens, z.B. elektronische Patientenakten und Smart Homes, und dem Outsourcing von Datenverarbeitung, z.B. Datenspeicherung in der Cloud und Datenanalysediensten, verarbeiten computerbasierte Systeme immer mehr Daten. Häufig stammen die verarbeiteten Daten von natürlichen Personen (betroffenen Personen) und sind daher personenbezogene Daten, die möglicherweise
sensible Informationen über die einzelnen Personen enthalten. Im
Kontext der Verarbeitung personenbezogener Daten heißt Privacy, dass personenbezogene Daten geschützt werden, z.B. gegen ungewollten Zugriff und Änderung, dass betroffene Personen sich über die Verarbeitung der personenbezogenen Daten bewusst sind, und dass die betroffenen Personen die Kontrolle über die Verarbeitung ihrer Daten behalten. Datenschutzregularien,
wie die EU Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO), verfolgen das Ziel betroffene Personen zu stärken, indem ihnen Rechte gegeben werden, und Verantwortlichen, die personenbezogene Daten verarbeiten, Pflichten auferlegt werden. Nicht nur Geldbußen, die in Regularien definiert sind, sind ein Treiber für die Berücksichtigung von Privacy bei der Entwicklung von softwarebasierten System, auch einige Verletzungen des Schutzes personenbezogener Daten in den letzten
Jahren haben gezeigt, dass eine unzureichende Berücksichtigung von Privacy während der System- und Softwareentwicklung letztlich zu einem Verlust von Vertrauen in den Verantwortlichen und dessen Ansehen führen können.
Um Verletzungen des Schutzes personenbezogener Daten zu vermeiden und konform zu Datenschutzregularien zu sein, sollte Privacy von Anfang an während der System- und Softwareentwicklung als Softwarequalität berücksichtigt werden. Dieser Ansatz ist auch als Privacy-by-Design bekannt. Es gibt einige Herausforderung für Privacy-by-Design-Methoden, die noch nicht vollständig von existierenden Methoden adressiert werden. Erstens gibt es verschiedenste
Privacybegriffe. Die meisten dieser Begriffe sind nicht-technisch und müssen zu technischeren Privacyanforderungen verfeinert werden, die zu dem System in Bezug gesetzt werden können. Zweitens muss das System bezüglicher seiner Verarbeitung von personenbezogenen Daten untersucht werden. Das heißt, dass festgestellt werden
muss, welche personenbezogenen Daten vom System gesammelt, gespeichert, und an Andere weitergegeben werden. Drittens müssen die Privacyanforderungen erhoben werden, die tatsächlich für das System relevant sind. Viertens müssen die Risiken bezüglich Privacy, die das System verursacht oder beinhaltet, identifiziert und evaluiert werden. Fünftens, müssen Maßnahmen, die Privacyanforderungen implementieren und Risiken bezüglich Privacy reduzieren, ausgewählt und in das System integriert werden. Sechstens schreiben Datenschutzregularien vor, die Folgen der Verarbeitung personenbezogener Daten auf die betroffenen Personen zu untersuchen. Eine solche Datenschutz-Folgenabschätzung kann als Teil einer Privacy-by-Design-Methode durchgeführt werden. Siebtens sollte die Durchführung einer Privacy-by-Design-Methode so gut wie möglich unterstützt werden, z.B. durch eine systematische Methode, unterstützendes Material, und Computerunterstützung.
In meiner Dissertation stelle ich die Anforderungsanalysemethode Problembasierte Privacy Analyse (ProPAn) vor, in der die Berücksichtigung von Privacy integriert ist. Die ProPAn-Methode verfolgt das Ziel, die zuvor genannten Herausforderungen zu adressieren, beginnend mit den funktionalen Anforderungen des Systems als Eingabe. Als Teil der ProPAn-Methode stelle ich
eine Privacyanforderungstaxonomie bereit, die ich aus verschiedenen
Privacybegriffen abgeleitet habe und zu diesen in Beziehung
setze. Die ProPAn-Methode ist der Hauptbeitrag meiner Dissertation und adressiert die zweite bis siebte zuvor genannte Herausforderung. Um die fünfte Herausforderung zu adressieren, präsentiere ich ein aspektorientiertes Anforderungsanalyseframework, das es erlaubt Querschnittsanforderungen zu modellieren und modular in die funktionalen Anforderungen eines Systems zu integrieren. Die siebte Herausforderung wird von ProPAns Computerunterstützung
für die Anwendung der Methode, und der Dokumentation und Validierung der Methodenartefakte in einem maschinenlesbaren Modells adressiert
Extended material modeling for injection molding simulation in consideration of permissible melt stresses of highly filled thermoplastics
No full textDas Spritzgießverfahren als das wichtigste (diskontinuierliche) Urformverfahren ermöglicht die Herstellung von komplexen Kunststoffprodukten auch aus hochgefüllten, elektrisch leitfähigen Thermoplasten. Aufgrund des rheologischen, thermodynamischen und mechanischen Verhaltens der gefüllten gegenüber der ungefüllten Schmelze verändert sich jedoch der Werkzeugfüllvorgang und es bildet sich während der Formfüllung keine homogene Schmelzefließfront aus. Inwieweit diese Veränderung, welche auf das Überschreiten maximal zulässiger Beanspruchungen der Schmelze in Folge von zu großen komplexen Scher- und Dehnbeanspruchungen zurückgeführt wird, vom Füllstoffsystem bzw. -anteil, der Formteilgeometrie und den Prozessparametern abhängt, steht im Fokus der Untersuchung. Diese Ergebnisse stellen die praktische Grundlage der erweiterten Materialmodellierung dar, mit der eine Methode zur Unterbindung des Überschreitens zulässiger Schmelzebeanspruchungen an der Schmelzfließfront und damit die Sicherstellung einer gleichmäßigen Formfüllung hochgefüllter Thermoplaste erarbeitet wird. Eine homogene Schmelzefließfront hochgefüllter Thermoplaste ist sowohl die Voraussetzung der für einen Serienprozess notwendigen Prozessfähigkeit beim Spritzgießen als auch für die Gültigkeit von Spritzgießsimulationsergebnissen. Die Basis zu deren Berechnung anhand von Scherströmungen wiederum ist die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführte Materialcharakterisierung und deren Überführung in konsistente, prozessnahe Materialmodelle zur Beschreibung der Materialeigenschaften aus makromechanischer Sicht. Die anschließende Auswertung der Simulationsergebnisse führt dazu, dass durch die erweiterte Materialmodellierung über die konsequente Kombination von Experiment und Simulation die Schmelzebeanspruchung nicht nur klassifiziert, sondern auch quantifiziert wird.
Die mikroskopische Untersuchung der beiden morphologisch differierenden Grafittypen und des hiermit (und mit Ruß) unterschiedlich stark gefüllten Polypropylens zeigt die Ausgangssituation für die Formfüllversuche mit dem Spritzgießverfahren. Die Formfüllversuche werden mit einer zentral angespritzten Scheibe- und einer über einen Bandanguss angebundenen Rechteckplatten-Kavität durchgeführt. Somit können die sich bei zwei verschiedenen Strömungsfällen (Scherströmung mit überlagerter uniaxialer vs. biaxialer Dehnströmung) ausbildenden Schmelzefließfronten verglichen werden. Die optische Erfassung der Schmelzefließfront im Werkzeug ermöglicht deren Klassifikation als homogen oder inhomogen und liefert damit einen ersten Anhaltspunkt über die Schmelzebeanspruchung.
Zudem führen die Variation von Schmelzetemperatur (max. Zylindertemperatur), Einspritzvolumenstrom und Werkzeugtemperatur (isotherm vs. variotherm) zu einer Einschätzung des Einflusses der Prozessparameter auf die Schmelzefließfrontausbildung der Compounds. Es wird deutlich, dass die Klassifikation der Schmelzefließfront sowohl für einen gegebenen Füllstoffanteil bei beiden Werkzeuggeometrien wie auch bei variierenden Prozessparametern identisch bleibt und damit die Schmelzebeanspruchung kaum bis gar nicht über die Prozessführung beeinflusst werden kann.
Mit den Ergebnissen zur Dehnbarkeit der gefüllten Schmelzen unter vereinfachten Bedingungen (Rheotens-Versuch) kann dieses Phänomen erklärt werden – die Dehnbarkeit der gefüllten Schmelzen hängt primär vom Füllstoffanteil ab. Die weitere Untersuchung der Compounds im mikroskopischen Bereich mit dem REM-Verfahren zeigt, dass die Morphologie der Grafitpartikel durch den Einfluss auf die Füllstoff-Matrix-Haftung den Volumenanteil der Füllstoffe determiniert, der für den Wechsel von Kohäsions- zu reinem Adhäsionsversagen beim Schmelze(-strangab-)riss verantwortlich ist. So werden die Grenzen beim Spritzgießen durch eine inhomogene Fließfront bei Volumenanteilen von 40 % (natürlicher Grafit) bzw. 50 % (sphärischer Grafit) bestätigt. Die Grenzen liegen nahe derer, die ein Material als hochgefüllt definieren. Diese Ergebnisse zeigen, dass hinsichtlich der Schmelzebeanspruchung besonders die Dehnprozesse relevant sind und daher im Vordergrund der weiteren Untersuchung stehen müssen.
Durch die konsequent weiter geführten mikroskopischen Untersuchungen werden auch bei vermeintlich homogenen Fließfronten erste Inhomogenitäten sichtbar. Inwieweit sich diese nach Einwirken des Nachdruckes noch auf bspw. die mechanischen Eigenschaften auswirken, steht nicht im Fokus dieser Arbeit und kann daher in weiterführenden Arbeiten erörtert werden.
Bei der Ermittlung der physikalischen, thermodynamischen und rheologischen Eigenschaften zur Formulierung von Materialmodellen für die Spritzgießsimulation wird verstärkt auf die Messbedingungen und Überführungsmöglichkeiten in die Simulationsumgebung eingegangen. Zusätzlich werden die über die Spritzgießsimulation auf Basis der Scherströmung berechneten Dehnprozesse zur Quantifizierung der für eine homogene Schmelzefließfront maximal zulässigen Schmelzebeanspruchung ausgewertet. Die errechneten Dehngeschwindigkeiten an der Fließfront stellen deren Maß dar.
Es wird gezeigt, dass die ermittelten maximalen mittleren Dehngeschwindigkeiten unabhängig vom Material und der Temperatur jedoch abhängig vom Einspritzvolumenstrom sind. So werden im untersuchten Variationsbereich des Einspritzvolumenstroms Dehngeschwindigkeiten von ca. 185-250 1/s erreicht. Wie die Versuche und Messungen bestätigen, führen diese prozessspezifischen Dehngeschwindigkeiten bei hochgefüllten Compounds bereits zur Überschreitung der maximal zulässigen Schmelzebeanspruchung.
Zur Reduzierung der Schmelzebeanspruchung auf ein ertragbares Niveau und damit der Erzielung einer homogenen Fließfront kommen sowohl Maßnahmen wie die Reduktion der Einspritzvolumenströme und der Füllstoffanteile als auch die Wahl der geeigneten Füllstoffmorphologie in Frage. Restriktionen stellen dabei die Materialeigenschaften an sich, wirtschaftliche Prozesszeiten und -komplexitäten sowie Vorgaben über notwendige Füllstoffanteile dar. Weiter gilt es zu überprüfen, ob darüber hinaus mit der Verfahrensvariante Spritzprägen und dem zusätzlichen Einspritzen in die Werkzeugtrennebene das Schmelzebeanspruchungsniveau so stark herabgesetzt werden kann, dass auch bei hochgefülllten Thermoplast-Compounds lediglich homogene Schmelzefließfronten resultieren. Da bereits aus der Extrusion die Wichtigkeit sehr langsamer und gleichmäßiger Extrusionsgeschwindigkeiten zur Unterbindung von seitlichen Rissen bekannt ist, ist es fraglich, ob dies mit dem Spritzgießen oder dessen Verfahrensvarianten generell möglich ist.Injection molding as the most important (batch) forming process enables the production of complex polymer products, including highly filled, electrically conductive thermoplastics. Because of the rheological, thermodynamic and mechanical behavior of the melt, the mold filling behavior changes. The flow front is not homogenous anymore. The change of the mold filling behavior is attributed to the exceedance of maximal, permissible melt stresses in consequence of excessive complex shear and strain processes during filling. The focus of the investigation is the question of the extent to which the filler system or filler volume fraction, part geometry and process parameters are relevant in this regard. These results represent the practical basis of the extended material modeling, whereby a method to prevent the exceedance of permissible melt stresses at the melt front is developed, ensuring a uniform mold filling of highly filled thermoplastics. This is both, the prerequisite for the process capability required for a series process in injection molding and for the validity of injection molding simulation results. The basis for the calculation of these based on shear flows is in turn the material characterization and its conversion into consistent, process-oriented material models for the description of the material properties from a macro-mechanical point of view. The subsequent evaluation of the simulation results taking into account extended material modeling with the consistent combination of experiment and simulation allows classifying and quantifying melt stresses.
The microscopic examination of two morphologically differing types of graphite and the herewith (and with carbon black) to a different extent filled polypropylene shows the starting point for the mold filling tests using the injection molding process. Mold filling tests are carried out with a central-gated disc and a film-gated rectangular plate cavity. Thus, the melt flow fronts forming in two different flow cases (shear flow with superimposed uniaxial vs. biaxial extensional flow) can be compared. The optical recording of the flow front in the mold allows its classification as homogeneous or inhomogeneous. Thus, a first indication of the melt stress is supplied.
In addition, the variation of melt temperature (maximum cylinder temperature), injection flow rate and mold temperature (isothermal vs. variothermal) leads to an assessment of the influence of process parameters on the flow front formation of the compounds. It becomes clear that the classification of the melt flow front for a filler content remains the same for both mold geometries as well as for varying process parameters. Thus, the melt stress can hardly or not be influenced by the process control.
This phenomenon can be explained with the results of the drawability of the filled melts under simplified conditions (Rheotens experiment) – the drawability of the filled melts depends primarily on filler content. Further investigation of the microstructure of the compounds with the SEM method shows that the morphology of the graphite particles determines the volume fraction of the fillers due to the influence on the filler-matrix adhesion, which is responsible for the change from cohesion to pure adhesion failure at melt (strand) break. Hence, the limits of an inhomogeneous flow front during injection molding are confirmed at volume fractions of 40 % (natural graphite) and 50 % (spherical graphite) respectively. These limits are close to those that define a material as highly filled. These results show that with regard to melt stress, especially the stretching processes are relevant. Therefore, the focus of the further investigation is on these stretching processes.
Due to consistently advanced microscopic examinations, first inhomogeneities become visible even in supposedly homogeneous flow fronts. The extent to which these have an effect e.g. on mechanical properties even after the impression of holding pressure is not the focus of this work and can therefore be discussed in further work.
The determination of physical, thermodynamic and rheological properties to formulate material models for injection molding simulation in reference to measurement conditions and transfer possibilities into the simulation environment is examined additionally. Furthermore, strain processes calculated by the injection molding simulation based on the shear flow are used to quantify maximal permissible melt stresses in order to accomplish a homogeneous melt flow front. The calculated strain rates at the flow front represent its measure.
It is shown that the determined maximum average strain rates are independent of material and temperature, however, dependent on injection volume flow rate. Thus, in the studied range of injection volume flow rates, strain rates of about 185-250 1/s can be achieved. These process-specific elongation rates already result in the exceedance of the maximum permissible melt stress for highly filled compounds, as confirmed by the tests and measurements.
In order to reduce melt stresses to a tolerable level and thus, to achieve a homogeneous flow front, measures such as the reduction of injection volume flow rate and filler volume fraction as well as the choice of suitable filler morphology come into question. Restrictions represent the material properties per se, economic process times and complexities as well as specifications about necessary filler loadings. Furthermore, it is necessary to examine if the melt stress level can be reduced in such an extent that only homogeneous melt flow fronts result even with highly filled thermoplastic compounds processed with the process variant injection compression molding and an additional injection into the mold parting surface. Since the importance of very slow and uniform extrusion rates for preventing lateral cracks is already known from extrusion, it is questionable whether this is generally possible with injection molding or its process variants
SPAD-based sensors for time-of-flight-based distance measurement at high background illumination
No full textDie dreidimensionale Erfassung der Umgebung bietet vielfältige Möglichkeiten in vielerlei Anwendungen. Im Automobilbereich wird sie heute in Fahrerassistenzsystemen wie Notbremssystemen zur Erhöhung der Sicherheit eingesetzt. Auch für eines der großen Zukunftsthemen der Branche, dem autonomen Fahren, spielt sie eine entscheidende Rolle. In den letzten Jahren erlangte die Nutzung elektromagnetischer Wellen im sichtbaren oder infraroten Bereich für die berührungslose Distanzmessung, das sogenannte Light Detection and Ranging, zunehmende Bedeutung. Dieses Verfahren basiert auf der Messung der Zeit, die ein ausgesendetes Lichtsignal zum Zielobjekt und wieder zurück benötigt. Zur Minimierung der emittierten Lichtleistung sind hochempfindliche Photodetektoren nötigt, weshalb in der vorliegenden Arbeit auf Single-Photon Avalanche Dioden basierende Sensoren betrachtet werden. Der Einsatz dieser Systeme in einer Umgebung mit hohem Hintergrundlicht stellt eine der größten Herausforderungen für den Einsatz im Automobil dar.
Im Rahmen der Arbeit wurde ein Laufzeitsensor für Anwendungen im Automobil entwickelt, wobei die Reduktion des negativen Einflusses hoher Hintergrundstrahlung im Vordergrund stand. Hierfür wurde zunächst die Statistik der bekannten Verfahren bei Verwendung von Single-Photon Avalache Dioden betrachtet und Modelle zu Bestimmung der Messvarianz entwickelt. Auf Grundlage dieser Modelle wurden im weiteren Konzepte zur Reduktion des Hintergrundlichteinflusses auf die Distanzmessung entworfen. Jedes Konzept wurde theoretisch unter Zuhilfenahme von statistischen Berechnungen sowie mittels Simulationen untersucht und bewertet. Die Betrachtung der verschiedenen Konzepte ließ den Schluss zu, dass eine direkte Laufzeitmessung, bei welcher die Laufzeit eines ausgesendeten Laserpulses mittels einer hochauflösenden elektronischen Stoppuhr gemessen wird, in Verbindung mit der Erfassung zeitlich korrelierter Photonen das beste Ergebnis verspricht. Basierende auf diesen Erkenntnissen wurde ein entsprechender Doppelzeilensensor mit 192 Pixeln je Zeile, wobei jedes 4 Dioden zur Detektion zeitlich korrelierter Photonen mit einer Korrelationszeit unterhalb der SPAD-typischen Totzeit enthält, in einem 0,35-µm-CMOS-Prozess entwickelt und charakterisiert. Der Sensor wurde dabei so entworfen, dass die Parameter der Photonenkorrelation variabel sind, was eine gleichbleibende Messleistung bei unterschiedlicher Reflektanz des Zielobjektes ermöglicht. Die Messergebnisse zeigen eine hohe Übereinstimmung mit den theoretischen Berechnungen und bestätigen die Machbarkeit einer Messung bei hohem Hintergrundlicht.The three-dimensional perception of the environment offers many different possibili-ties in many different applications. In the automotive field it is used in driver assistance systems like emergency braking to improve the traffic safety. Additionally, in autono-mous driving, one of the most important topics in automotive today, environment observation is essential. In recent years the use of electromagnetic waves in the visible or near infrared spectrum for distance measurement gained more and more interest. This technique, called light detection and ranging, obtains the distance from the time an emitted light signals needs to travel to an object and back to the sensor. To minimize the required optical emission power high sensitive photodetectors are required, therefore, sensors based on single-photon avalanche diodes are investigated in this work. The operation of these systems in high ambient illumination environments is one of the main problems for the use in automotive applications.
In this work a time-of-flight sensor for automotive applications with focus on the reduction of the negative influence of high ambient illumination was developed. In the first step the statistics of the known measurement techniques using single-photon avalanche diodes as detectors were investigated and models for determining the distance uncertainty were developed. Based on these models concepts to reduce the negative influence of ambient light have been designed. Each concept was investigated and evaluated by the use of theoretical calculations as well as simulations. As a result of the investigations, the direct time-of-flight technique along with the detection of temporal correlated photons was chosen for the sensor design. In the direct technique the time-of-flight of a short light pulse is measured by a high resolution electronical stopwatch. Based on this technique a double line sensor with 192 pixels in each line was designed in a 0.35 µm standard CMOS process and characterized. Each pixel of the sensor uses four single SPADs to allow the detection of correlated photons having a temporal spacing shorter than the dead time of the SPADs. Additionally, several parameters of the correlation detection circuit are adjustable to allow a constant measurement performance at varying target reflectivity. The performed measurements of the sensor show a good agreement with the theoretical calculations and confirm the feasibility of distance measurements at high ambient illumination
Corporate Rating 3.0 - Rating is necessary, rating agencies are not
No full text1994 machte Bill Gates die Aussage “Banking is necessary, banks are not”. Dieser viel zitierte Spruch ist zwar knapp 25 Jahre alt, scheint aber heutzutage im Zeitalter von FinTechs zu passen.
Auch in anderen Branchen der Finanzwirtschaft zeigt sich ein ähnliches Bild. Ratingagenturen entwickelten sich in seiner noch recht jungen Geschichte zu einer wichtigen Säule im Finanzsystem. Ihre Hauptaufgabe ist es, Informationsasymmetrien zwischen Emittent und Investor durch Beurteilung von zukünftiger Zahlungs- und Ertragsfähigkeit (Bonität) möglichst umfassend zu reduzieren. Ihre Ergebnisse fassen sie in Noten zusammen, welche eine Orientierung für Kapitalnehmer und Kapitalgeber an Finanzmärkten darstellen sollen. In der öffentlichen Wahrnehmung sind sie dieser Aufgabe zuletzt nur noch unzureichend nachgekommen. Aus diesem Grund ist es wenig verwunderlich, dass sie spätestens seit dem Ausbruch der Finanzkrise 2007 massiv in die politische und mediale Kritik geraten sind.
Tatsächlich haben renommierte Ratingagenturen in der Vergangenheit mit ihren Bewertungspraktiken schwerwiegende Fehler offenbart. Ihnen wird vorgeworfen, dass sie aufgrund ihrer stetig gewachsenen oligopolistischen Markmacht ein nur oberflächliches Interesse an einem objektiven, wie auch qualitativ hochwertigem Rating haben.
Das öffentliche Verlangen hinsichtlich einer adäquaten Neugestaltung des Ratingsystems wächst, welches den Bedürfnissen des immer komplexer werdenden Finanzsystems gerecht wird.
Die Vielfalt der im Schrifttum vorgeschlagenen Modelle und Theorien unterstreicht die Komplexität des Marktgeschehens:
In der Vergangenheit sind eine Reihe von Gesetzesentwürfen und Reformen konzipiert worden, die auf nationaler und internationaler Ebene den Ratingmarkt kontrollieren sollten. Allerdings hat nicht nur die Finanzkrise 2007, sondern auch die aktuelle Eurokrise 2011 gezeigt, dass sich die Rahmenbedingungen für Ratingagenturen kaum gebessert haben.
Andere Marktalternativen, wie etwa die Gründung einer (non-profit-) europäischen Ratingagentur oder die Etablierung eines Rating-Fonds, beinhalten zwar gute Ansätze, bringen jedoch auch einige Probleme mit sich, so dass eine für alle Marktteilnehmer zufriedenstellende Lösung bisher nicht in Sicht ist.
Das Geschäftsmodell von Ratingagenturen, gestern noch "systemrelevant", gilt jetzt womöglich als Auslaufmodell.
Folglich deckt die wissenschaftliche Debatte die strukturellen Veränderungen der Ratingbranche in den letzten Jahren nur unzureichend ab, weil die generelle Frage nach der Existenzberechtigung von Ratingagenturen ausgeblendet wird.
Um diese Forschungslücke zu schließen, wird in dieser Arbeit ein neuer Ansatz in der Ratingbranche vorgeschlagen: die Aufspaltung der Ratings nach dem Ratingobjekt. Dabei wird ein neues System hergeleitet, welches zum einen die Effizienz im Ratingprozess steigern und zum anderen das Vertrauen der Investoren wiedergewinnen soll. Dieses soll eine pragmatische Handhabung von Ausfallrisiken ermöglichen und dabei gleichzeitig aktuelle Herausforderungen und Probleme im Ratingmarkt berücksichtigen.In 1994 Bill Gates made the statement "Banking is necessary, banks are not". Although this much quoted saying is almost 25 years old, it seems to fit in the age of FinTechs today.
There is also a similar picture in other sectors of the financial industry. Rating agencies have become an important pillar of the financial system in its relatively recent history. Its main task is to reduce information asymmetries between issuer and investor as far as possible by assessing future payment and earning power (credit rating). Their results are summarized in notes intended to provide orientation for borrowers and investors in financial markets. In public perception, they have recently complied with this task only insufficiently. For this reason, it is hardly surprising that they have come at the latest since the outbreak of the financial crisis in 2007 massively in the political and media criticism.
In fact, renowned rating agencies have in the past revealed grave errors in their valuation practices. They are accused of having only a superficial interest in an objective, as well as high-quality rating due to their steadily growing oligopolistic brand power.
The public demand for an adequate reorganization of the rating system is growing, which meets the needs of the increasingly complex financial system.
The variety of models and theories proposed in the literature underlines the complexity of the market:
A number of draft laws and reforms have been designed in the past to control the rating market at the national and international levels. However, not only the financial crisis in 2007, but also the current euro crisis in 2011 showed that the framework conditions for rating agencies have hardly improved.
Other market alternatives, such as the creation of a (non-profit) European rating agency or the establishment of a rating fund, are good, but also involve some problems, so that a satisfactory solution for all market participants is not yet in sight.
The business model of rating agencies, yesterday still "systemically relevant", may now be considered an obsolete model.
As a result, the scientific debate has not adequately covered the structural changes in the rating industry in recent years, because the general question of the raison d'être of credit rating agencies is ignored.
To close this research gap, this dissertation proposes a new approach in the rating industry: splitting ratings by rating object. In the process, a new system is derived which, on the one hand, increases efficiency in the rating process and, on the other hand, regains investor confidence. This should enable a pragmatic handling of default risks while taking into account current challenges and problems in the rating market