Optimierungsprobleme und lineare Programmierung

Hier sind deine Lernnotizen auf Deutsch:

Einordnung der Wirtschaftsinformatik

• Wirtschaftsinformatik ist eine Wissenschaft, die sich mit der Beschreibung, Erklärung und Gestaltung rechnergestützter Informationssysteme in Wirtschaft und Verwaltung befasst.
• Informationssysteme sind soziotechnische Systeme, die sowohl menschliche als auch maschinelle Komponenten umfassen.
• Die Einsatzbereiche sind technisch, organisatorisch, personell und sozial vielfältig.
• Wirtschaftsinformatik ist ein interdisziplinäres Fach, das BWL und Informatik vereint.
• Gegenstand der Wirtschaftsinformatik sind Branchen wie Industrie, Handel, Dienstleistung und Anwendungen wie Supply Chain Management oder Customer Relationship Management

Entwicklungsrichtungen

• Profilierungen
• Entrepreneurship
• Analytics
• Digitalisierung & Geschäftsprozesse
• IT-Management & Strategie
• Software Engineering

Mainframe vs. Supercomputer

• Mainframes dienen als Grundrechner für mehrere Nutzer und zur Verarbeitung großer Datenmengen.
• Supercomputer konzentrieren sich auf parallele Datenverarbeitung für wissenschaftliche oder militärische Zwecke.

Schichten der Datenübertragung

• Die Datenübertragung erfolgt in vier Schichten: Anwendungsschicht, Transportschicht, Internetschicht und Netzwerkschicht.
• Die Anwendungsschicht regelt die Kommunikation zwischen Anwendungsprogrammen durch Protokolle wie HTTP/S.
• Die Transportschicht teilt Daten in Pakete auf und transportiert diese (TCP).
• Die Internetschicht leitet die Daten zum Zielsystem weiter (IP).
• Die Netzwerkschicht ist für die physikalische Datenübertragung zuständig (z.B. Ethernet, WLAN).
• TCP/IP verwendet IP-Adressen zur Kommunikation im Internet, die aus vier Zahlen zwischen 0 und 255 bestehen.
• Das Transmission Control Protocol (TP) zerlegt Daten in Pakete einheitlicher Größe, inklusive Kopfdaten wie Absender, Zieladresse und Paketnummer.
• HTTP ist die gemeinsame Sprache zwischen Webbrowser und Webserver.

Informationssysteme

• Informationssysteme werden für bestimmte Unternehmenszwecke geschaffen oder eingesetzt, enthalten notwendige Anwendungen und Daten und sind in Organisations-, Personal- und Technikstrukturen eingebettet.
• Ziele beim Einsatz von Informationssystemen sind die Unterstützung der betrieblichen Planung, Beschleunigung von Geschäftsprozessen, Verbesserung von Qualität und Service, Rationalisierung und die Ermöglichung neuer Organisationsformen

Arten von Anwendungssystemen (AWS)

• Gliederung nach Unterstützungsebene, Funktionsbereich, Erstellungsart, Integrationsart und Branche.
• Operative Systeme führen tägliche Routinetransaktionen aus und zeichnen diese auf.
• Managementinformationssysteme (MIS) stellen Standardübersichtsberichte und Abweichungsberichte bereit.
• Entscheidungsunterstützungssysteme (EUS) bieten analytische Modelle und Datenanalysewerkzeuge.
• Führungsunterstützungssysteme (FUS) integrieren diverse Datenquellen für die strategische Ebene.

Trend zur Standardsoftware

• Geringeres Entwicklungsrisiko, höhere Qualität/Fehlerfreiheit, Kostengünstiger, Langfristige Wartung/Pflege.
• Trotz des Trends zur Standardsoftware gibt es nur wenige Unternehmen, die ausschließlich Standardsoftware einsetzen.

2. Informationssysteme im Wandel

• Wandel erfolgt durch Forschung: gestaltungsorientierter Forschungsansatz und verhaltensorientierter Forschungsansatz.
• Gestaltungsorientierter Ansatz: proaktive Lösung von Problemen durch Innovation und Kreation, Beurteilung von Artefakten (Konstrukte, Modelle, Methoden), Kriterien sind Relevanz und Rigorosität. – Verhaltensorientierter Ansatz: Bildung und Überprüfung von Theorien zur Ermittlung bzw. Validierung kausaler Beziehungen, Ableitung von Wahrheitssagen (Theorien inkl. Hypothese), Forschungsaktivitäten sind Theoriebildung, -ergänzung, -überprüfung.

Wissenspyramide

• Daten -> Information -> Wissen -> Handlung
• Information ist ein immaterielles Gut, das beliebig oft kopiert werden kann, aber nicht physisch verbraucht wird.

Gründe für den Wandel durch globale Trends

• Computergestützte Information und Kommunikation -> Zuse entwickelt erste „programmgesteuerte" Rechenmaschine Z3 1941
• Nutzung zentralisierter IT in Unternehmen -> Großrechner in betrieblicher Anwendung (Mainframes ab 1964)
• Prozessorientierte dezentralisierte Nutzung der IT in UN -> Internet und „weltweite" Vernetzung aller UN 
• Anwendungsintegration und Konvergenz
• Implikationen der globalen Trends sind rasanter Fortschritt, Globalisierung, wissensintensive Produkte und Dienstleistungen, Wandel der Unternehmensstruktur und -kultur.

Vorteile und Nachteile von AWS

• Zentrale Eingliederung: vermeidet Redundanzen, bessere Standardisierung/Kontrolle, Bündelung von Know-How.
• Dezentrale Eingliederung: Flexibilitätsvorteile, Ausrichtung an Abteilungsanforderungen.

Geschäftsprozess

• Eine Folge logisch zusammenhängender Aktivitäten die, einen Beitrag zur Wertschöpfung leisten, welche einen definierten Anfang und ein definiertes Ende haben, die wiederholt durchgeführt werden und sich in der Regel am Kunden orientieren.

Gründe für Zunemende Verbreitung von ERP-Systemen:

• Konsistente, unternehmensweite Datenbasis
• Hohe Funktionalität & Qualität
• Einführung zwingt zur Analyse bestehender Geschäftsprozesse & Organisationsstrukturen
• Weiterentwicklung des Systems durch Erfahrungen & Anforderungen einer Vielzahl von Unternehmen

Supply-Chain-Management-Systeme:

• Das Supply-Chain-Management-System ist ein Netzwerk von UN und Geschäftsprozessen, das zur Materialbeschaffung, Umformung der Rohmaterialien, Verteilung der fertigen Produkte an Kunden dient
• Push-Lieferketten: (Produzent → Handel → Verkauf)
• Pull-Lieferketten: (Verkauf->Handel->Produzent)

Supply Chain Management:

• Supply Chain Management ist ein Ansatz zur unternehmensübergreifenden Koordination der Material-, Informations- und Zahlungsflüsse über die gesamte Lieferkette
• Supply Chain Management Systeme : AWS, die Informationsaustausch zwischen UN und seinen Lieferanten, ist um Planung, Beschaffung, Fertigung und Vertrieb von Produkten und Dienstleistungen zu optimieren

EDI(Electronic Data Interchange)

• EDI ist ein Austausch standardisierter Geschäftsdokumente zwischen Informationssystemen über elektronische Netzwerke
• EDIFACT(Electronic Data Interchange For Administration, Commerce and Transport) wurde von Vereinten Nationen entwickelt (weltweiter Wirkungsbereich, hohe Legitimation) – XML(Extensible Markup Language) ist ein flexibles einfaches Datenformat -> hilf Daten zu beschreiben und legt nur Syntax fest -selbsterklärend und somit menschenlesbar

Customer-Relationship-Management-Systeme

• CRM (Customer-Relationship-Management): Kundenorientierte Unternehmensphilosophie, die mit Hilfe moderner Informations- und Kommunikationstechnologien versucht, auf lange Sicht profitable Kundenbeziehungen durch individuelle Marketing-, Vertriebs- und Servicekonzepte aufzubauen und zu festigen
• Ziele: Kundenselektion, Kundenbindung, Kundengewinnung
• Analytical CRM: Anwendungen, die Kundendaten analysieren, um Info für Verbesserung der Geschäftsleistung bereit zu stellen

Entscheidungsunterstützungssysteme (EUS)

• EUS sind computergestützte Systeme, die Entscheidungsgrundlagen für UN schaffen bzw. diese verbessern.
• Quantitativ orientiert (messbare Erfolgsgrößen werden ermittelt)
• analytischen Modelle oder Datenanalysemethoden für schwach-/unstrukturierte Entscheidungsfindungsprozesse

Entscheidungsunterstützemde Systeme - Quantitativ/modellbasierte Ansätze

• Optimierungssysteme (mathematische Optimierung)
• Simulationssysteme
• Business Intelligence
• Multi Criteria Making
• Strategische Entscheidungsunterstützung

Wann ist Optimierungsproblem gegeben?

• Entscheidungssituation mit mind. 2 Entscheidungen
• Jede Teilentscheidung beeinflusst das Ergebnis
• Auswirkungen der Teilentscheidungen sind nicht erkennbar
• Greedy-Strategie funktioniert nicht(ein Produkt komplett produzieren, Restkapazität: Anderes Produkt)

Drei Ebenen für Evaluierung von Erklärbarkeit und Interpretierbarkeit:

• Anwendungsebene(echte/reale Aufgabe)
• Menschliche Ebene(einfache Aufgabe)
• Funktionsebene(Proxy Aufgabe)

4. Systementwicklung

• Systementwicklung beinhaltet Gesamtheit der planenden, analysierenden, entwerfenden, ausführenden & prüfenden Tätigkeiten zur Schaffung eines neuen oder Änderung eines bestehenden IS
• Festlegung, wie Anforderungen erfüllt werden -> IT-Fachleute und Auftragnehmer
• Festlegung was System leisten soll -> Anwender und Auftraggeber

Ablauf von Scrum

• Sprint Planning Meeting (jedes Team sucht sich eine Aufgabe aus, die zu erledigen ist)
• Daily Scrum (tägliche Besprechung / Bestandsaufnahme)
• Sprint Review (was ist fertig, was muss erledigt werden? -> Boa

7. Electronic Business

• Wesentliche Entwicklungssprünge der betrieblichen Informationstechnik.
• Moores Law: Leistungsfähigkeit von PCs verdoppelt sich alle 18 Monate
• E-Business/Digital Business -> Unterstützung der Leistungserstellung und der horizontalen und vertikalen Koordination auf Märkten durch Informationstechnik
• Unternehmensperspektive.
• Unternehmensperspektive
• Mögliche Erlösquellen durch E Business.
• Einsparungspotenziale
• Mobile Business/Commerce

9. Business Intelligence

• Techniken zur Konsolidierung, Analyse und Bereitstellung von Daten zur Entscheidungsunterstützung
• Es gibt Operative Datenbanken und Data Warehouse
• Data mining
• OLAP

###Explainable Artificial Intelligence

• Künstliche Intelligenz (KI) hat die Fähigkeit eines Systems, externe Daten richtig zu interpretieren, daraus zu lernen und diese Erkenntnisse durch flexible Anpassung zur Erreichung bestimmter Ziele und Aufgaben zu nutzen
• New Paradigmen für menschliche Programmierer.
• Machine Learning
• Die verschiedenen Aspekte von AI

Grundlagen der Optimierungsprobleme: grafische Lösungen, mathematische Modelle und Lösungsräume. Konzepte wie Isogewinnlinien, degenerierte Lösungen und lineare Programmierung (LP) werden betrachtet. Ziel ist es, ein Verständnis für Anwendungen und Herausforderungen in der linearen Optimierung zu entwickeln.