Abbildung von Diffusionsprozessen: Versuch einer formalen Modellierung in der evolutorischen Ökonomik mit Hilfe von genetischen Algorithmen

246 Pages·1996·7.907 MB·German

by  Rainer Olliges (auth.)

Abbildung von Diffusionsprozessen
Wirtschafts wissenschaftliche Beiträge
Informationen über die Bände 1-51
sendet Ihnen auf Anfrage gerne der Verlag.
Band 52: K. Sandmann, Arbitrage und die Band 74: J. Thiele, Kombination von Pro
Bewertung von Zinssatzoptionen, 1991, gnosen, 1993, ISBN 3-7908-0657-9
ISBN 3-7908-0551-3
Band 75: W. Sesselmeier, Gewerkschaften
Band 53: P. Engelke, Integration von For und Lohnfindung, 1993, ISBN 3-7908-0659-5
schung und Entwicklung in die unternehme
rische Planung und Steuerung, 1991, ISBN Band 76: R. Frensch, Produktdifferenzierung
3-7908-0556-4 und Arbeitsteilung, 1993,
ISBN 3-7908-0663-3
Band 54: F. Blumberg, Wissensbasierte Sy
steme in Produktionsplanung und -steuerung, Band 77: K. Kraft, Arbeitsmarktflexibilität,
1991, ISBN 3-7908-0557-2 1993, ISBN 3-7908-0666-8
Band 55: P.-U. Paulsen, Sichtweisen der Band 78: R. P. Hellbrück, Synergetik und
Wechselkursbestimmung, 1991, Marktprozesse, 1993, ISBN 3-7908-0668-4
ISBN 3-7908-0561-0
Band 79: L. Linnemann, Multinationale Un
Band 56: B. Sporn, Universitätskultur, 1992, ternehmungen und internationale Wirtschafts
ISBN 3-7908-0563-7 politik, 1993, ISBN 3-7908-0670-6
Band 57: A. Vilks, Neoklassik, Gleichge Band 80: K. Cuhls, Qualitätszirkel in japani
wicht und Realität, 1991, schen und deutschen Unternehmen, 1993,
ISBN 3-7908-0569-6 ISBN 3-7908-0672-2
Band 58: M. Erlei, Unvollkommene Märkte Band 81: B. Erke, Arbeitslosigkeit und Kon
in der keynesianischen Theorie, 1991, junktur auf segmentierten Arbeitsmärkten,
ISBN 3-7908-0571-8 1993, ISBN 3-7908-0695-1
Band 59: D. Ostrusska, Systemdynamik Band 82: M. Hillmer, Kausalanalyse makro
nichtlinearer Marktreaktionsmodelle, 1992, ökonomischer Zusammenhänge mit latenten
ISBN 3-7908-0582-3 Variablen, 1993, ISBN 3-7908-0703-6
Band 60: G. Bol, G. Nakhaeizadeh, K.-H. Band 83: M. Heinisch, W. Lanthaler, Im
Vollmer (Hrsg.), Ökonometrie und Monetärer Brennpunkt Universität, 1993,
Sektor, 1992, ISBN 3-7908-0588-2 ISBN 3-7908-0713-3
Band 61: S. Feuerstein, Studien zur Wechsel Band 84: M. Göcke, Starke Hysteresis im
kursunion, 1992, ISBN 3-7908-0590-4 Außenhandel, 1993, ISBN 3-7908-0722-2
Band 62: H. Fratzl, Ein- und mehrstufige Band 87: M. Raab, Steuerarbitrage, Kapital
Lagerhaltung, 1992, ISBN 3-7908-0602-1 marktgleichgewicht und Unternehmensfinan
zierung, 1993, ISBN 3-7908-0734-6
Band 64: G. Untiedt, Das Erwerbsverhalten
verheirateter Frauen in der Bundesrepublik Band 88: K.-J. Duschek, Ein sequentielles
Deutschland, 1992, ISBN 3-7908-0609-9 empirisches allgemeines Gleichgewichtsmo
dell zur Beurteilung von Steuerrefonnpro
Band 65: R. Herden, Technologieorientierte grarnmen, 1993, ISBN 3-7908-0736-2
Außenbeziehungen im betrieblichen Innovati
onsmanagement, 1992, ISBN 3-7908-0610-2 Band 89: R. Schwager, Geld überlappende
Nachfragestruktur und bilaterale Transaktio
Band 66: P. B. Spahn et a1., Mikrosimulation nen, 1994, ISBN 3-7908-0739-7
in der Steuerpolitik, 1992,
ISBN 3-7908-0611-0 Band 90: M. Sander, Die Bestimmung und
Steuerung des Wertes von Marken, 1994,
Band 67: M. Kessler, Internationaler Techno
ISBN 3-7908-0742-7
logiewettbewerb, 1992, ISBN 3-7908-0615-3
Band 69: H. Grupp, U. Schmoch, Wissen Band 91: T. Ursprung, Propaganda, Interes
schaftsbindung der Technik, 1992, sengruppen und direkte Demokratie, 1994,
ISBN 3-7908-0620-X ISBN 3-7908-0743-5
Band 71: R. Schmidt, Modelle der Infonna Band 94: F. Kugler, Preisbildung auf speku
tionsvennittlung, 1992, ISBN 3-7908-0633-1 lativen Märkten, 1994, ISBN 3-7908-0750-8
Band 72: M. Kaiser, Konsumorientierte Re Band 95: J. Schmoranz, Die Energienachfrage
fonn der Unternehmensbesteuerung, 1992, privater Haushalte, 1994, ISBN 3-7908-0761-3
ISBN 3-7908-0636-6
Band 96: M. Carlberg, Makroökonomische
Band 73: K. Meier, Modellbildung bei Szenarien für das vereinigte Deutschland,
Mehrfachzielen, 1992, ISBN 3-7908-0645-5 1994, ISBN 3-7908-0763-X
Fortsetzung auf Seite 236
Rainer Olliges
Abbildung von
Diffusionsprozessen
Versuch einer formalen Modellierung
in der evolutorischen Ökonomik
mit Hilfe von genetischen Algorithmen
Mit 77 Abbildungen
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH
Reihenherausgeber
Wemer A. Müller
Autor
Rainer Olliges
ISBN 978-3-7908-0954-1
Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme
Olliges, Rainer:
Abbildung von Diffusionsprozessen: Versuch einer fonnalen ModelIierung in der evolutori
sehen Ökonomik mit Hilfe von genetischen AlgorithmenlRainer Olüges. - Heidelberg: Phy
sica-Verl., 1996
(Wirtschaftswissenschaft)iche Beiträge; Bd. 130)
ISBN 978-3-7908-0954-1 ISBN 978-3-662-01571-1 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-662-01571-1
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© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1996
Originally published by Physica-Verlag Heidelberg in 1996
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SPIN 10541951 88/2202-5 4 3 2 I 0 - Gedruckt auf säurefreiem Papier
Vorwort
1993 beklagte HANUSCH, daß die "weltweite Vormachtstellung der Neoklassik"
auch die jüngeren Wirtschaftswissenschaftler davon abhalte, sich mit neuen
Denkmustern auseinanderzusetzen. Eines dieser neuen Denkmuster ist die evo
lutorische Ökonomik. Ihre Bedeutung innerhalb der Volkswirtschaftslehre nahm
in den letzten 10 Jahren einen starken Aufschwung. Dies ist nicht nur auf die
allgemeine Neugier der Wissenschaftler zurückzuführen, sondern auch auf die
Vermutung, daß das Erklärungsvermögen des neoklassischen Paradigmas lang
sam an seine Grenzen stoße.
Dieses Buch entstand aus einer solchen Unzufriedenheit mit den traditio
nellen Ansätzen heraus: Die Grundannahmen der Neoklassik, insbesondere die
vollständiger Rationalität, sind in der Realität kaum erfüllt. Die evolutorische
Ökonomik bietet dagegen plausiblere Erklärungsmuster an. Allerdings mangelt
es ihr an einer eleganten, formalen Modellbildung, wie man sie von der Neoklas
sik kennt, wo diese zu eindeutigen und deterministischen Aussagen führt. Die
Absicht dieses Buches ist es, die Anforderungen an eine formale Modellierung
in der evolutorischen Ökonomik herauszuarbeiten. Zur Illustration werden Si
mulationen mit Hilfe von genetischen Algorithmen angeführt. Der Leser sollte
diese eher als Vorschläge und nicht als endgültige Weisheiten verstehen.
Die oftmals interdisziplinäre Arbeit an diesem Buch hat mir viel Spaß ge
macht. Ein Grund dafür war sicherlich die offene Arbeitsatmosphäre am Institut
für Finanzwissenschaft der Uni Münster, durch die das Thema erst ermöglicht
wurde. Hierfür und für die mir zuteil gewordene Freiheit und Unterstützung
habe ich Prof. Dr. Ingolf Metze zu danken. Ich danke auch den Mitarbeitern:
Stefan Koch für den humorvollen Gedankenaustausch, Christian Krauth für die
langen, inspirierenden Diskussionen, Eckhard Lübke für die vielen technischen
Tips, Birgit Overwiening für die liberale Gesinnung am Institut sowie Doro
thea Müller und Martina Schlick für die Ermutigung in der Endphase. Gudrun
Lücke-Smabrekke und Gudrun Oertker erleichterten mir die Arbeit durch ihre
Nachhilfe im Fach Verwaltungstechnik.
Meine zahlreichen, dilettantischen Fragen zur biologischen Evolution wurden
geduldig von Matthias Fosthövel beantwortet. Ferner ist den vielen guten Gei
stern des Internet zu danken, die Informationen zur evolutorischen Ökonomik
und den genetischen Algorithmen aus aller Welt zusammentragen.
Die vielen Unstimmigkeiten des ersten Manuskripts konnten glücklicherweise
noch durch die aufmerksamen Korrekturen von Karl-Heinz Heitkemper, Ursula
und Jürgen Lanvers sowie Klaus Wuschke ausgemerzt werden. Für die verblei
benden Fehler bin natürlich nur ich verantwortlich.
Nicht zuletzt möchte ich meinen Eltern und allen, die mich platonisch un
terstützt haben und hier nicht erwähnt wurden, danken.
Münster, im März 1996 Rainer Olliges
Inhaltsverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis ix
Symbolverzeichnis x
1 Einführung 1
2 Innovations- und Diffusionsprozesse in der evolutorischen Öko-
nomik 4
2.1 Das Paradigma der evolutorischen Ökonomik als Antithese zur
neoklassischen Orthodoxie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.1.1 Historische Entwicklung der evolutorischen Ökonomik 4
2.1.2 Kritik der Neoklassik. . . . . . . . 14
2.2 Denkmuster der evolutorischen Ökonomik 23
2.3 Innovation in der Ökonomie . . 39
2.4 Diffusion............. 48
2.5 Wirtschaftspolitische Aussagen 56
3 Modellbildung in der evolutorischen Ökonomik 59
3.1 Methodologische Implikationen . 59
3.2 Realisierungen ................ . 64
3.2.1 Evolutorische Spieltheorie ...... . 65
3.2.2 Stochastische Differentialgleichungen . 72
3.2.3 Simulationsmodelle . . . . . . . . 80
3.3 Problematik von Analogien zur Biologie 84
4 Genetische Algorithmen 92
4.1 Naturanaloge Simulationsverfahren . 92
4.1.1 Simulated Annealing . 93
4.1.2 Künstliches Leben ..... . 95
4.1.3 Classifier Systeme ..... . 97
4.2 Grundkonzept der genetischen Algorithmen 99
4.2.1 Codierung. 100
4.2.2 Operatoren 103
4.3 Einige Variationen 115
4.3.1 Scaling .. 115
4.3.2 Sharing . . 118
4.3.3 Diploidität 122
4.4 Anwendungen und Kritik 124
4.4.1 Operations-Research. 125
4.4.2 Simulation 126
4.4.3 Kritik......... 129
viii
5 Simulation von Diffusionsprozessen 130
5.1 Statische Umwelt .................... . 130
5.1.1 Individuelle Lernprozesse im Angebotsmonopol 130
5.1.2 Diffusion in einem Oligopolmarkt . 137
5.2 Dynamische Umwelt .................. . 150
5.2.1 Frequenzabhängigkeiten ............ . 150
5.2.2 Interaktion von Anbieter- und Nachfragerpopulationen . 159
5.2.3 Neuerungen 171
5.3 Modellkritik . . . 179
6 Schlußbetrachtung 183
A Benutzung des Programms siga 186
A.1 Eingabedateien 187
A.2 Modul in. c .......... . . 191
B Daten- und Programmstruktur von siga 194
C Konfigurationen der Modelläufe 197
C.1 Individuelle Lernprozesse im Angebotsmonopol 197
C.2 Diffusion in einem Oligopolmarkt ....... . 200
C.3 Frequenzabhängigkeiten ............ . 204
C.4 Interaktion von Anbieter- und Nachfragerpopulationen . 206
C.5 Neuerungen ........................ . 210
Literatur 216
Abbild ungsverzeichnis 231
Tabellenverzeichnis 235
Abkürzungsverzeichnis
ANSI American National Standards Institute
BSD Berkeley Software Distribution
bzgl. bezüglich
bzw. beziehungsweise
d.h. das heißt
DNA Desoxyri bonukleinsäure
DYNAMO dynamic models
et al. und andere
F&E Forschung und Entwicklung
FORTRAN formula translator
i.a. im allgemeinen
i.d.R. in der Regel
LISP list processing language
MIMOSE micro and multilevel modeling and simulation
software development
MS-DOS Microsoft - disk operating system
RNA Ribonukleinsäure
sog. sogenannt
u.a. unter anderem
usw. und so weiter
z.B. zum Beispiel
MS-DOS ist ein eingetragenes Warenzeichen der Firma Microsoft
OS/2 ist ein eingetragenes Warenzeichen der Firma IBM
UNIX ist ein eingetragenes Warenzeichen der Firma AT&T Company
Symbolv erzeichnis
a Element der Auszahlungsmatrix
A Auszahlungsmatrix
c Kosten, Konstante
d Abstand
8 Definitionslänge eines Schemas
e Energie
ei i-ter Einheitsvektor
f Fitness-Wert, Fitness-Funktion
9 Funktion
'Y Sharing-Exponent
H Schema
i, j, k Laufindizes
Chromosomenlänge
m Anzahl der Schemata
M, MALTHussche Replikatordynamik
n Anzahl der Individuen, Anzahl der Verhaltensweisen
o Ordnung eines Schemas
o
Ordnung einer Funktion
p Wahrscheinlichkeit
s Anteil an einer Population, Transformation der Fitness
t Zeit
T Temperatur
v Intensitätsparameter
<Pi verzerrender Faktor beim Sharing
x Anzahl der Populationselemente, Qualitätsmaß
y Kapitalstock
z Zustand (einer Flüssigkeit), Zeichenkette