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Forschungsseite Digitalisierung

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Forschungsfeld Digitalisierung

Prof. Dr. Sven Karol

Digitalisierung und Programmiertechnik: Programmierkonzepte, Softwarearchitekturen und Qualitätssicherung KI-basierter Systeme

Das Forschungsgebiet Digitalisierung/Programmiertechnik beschäftigt sich mit den grundlegenden Techniken und Technologien, die für die Erstellung digitaler Produkte und Dienstleistungen erforderlich sind. Im Mittelpunkt stehen dabei insbesondere die Auswahl und Anwendung von Programmier- und Modellierungssprachen sowie die dahinterliegenden Konzepte sowohl der systemnahen als auch der anwendungsbezogenen Softwareentwicklung. Ein besonderer Fokus liegt auf der Frage, welche Programmiersprache sich für die Lösung eines spezifischen Problems am besten eignet und wie geeignete Architekturmuster für hochskalierbare Software ausgewählt und implementiert werden können. Diese Überlegungen sind für verschiedene Anwendungskontexte relevant und bilden die Grundlage für eine effiziente und nachhaltige Softwareentwicklung.

 Neben den grundlegenden Konzepten werden im Forschungsgebiet auch Strukturen und Algorithmen untersucht, die dazu dienen, die Qualität digitaler Lösungen systematisch zu bewerten und zu verbessern. Im Zeitalter automatisierter Entscheidungsvorgänge in digitalen Prozessen, die mittels Künstlicher Intelligenz (KI) gesteuert werden, ist die automatische Erkennung fehlerhafter Ein- und Ausgaben durch ergänzende Mechanismen ein wesentlicher Bestandteil solcher Systeme. Denn KI-Systeme sind inhärent unsicher und können nicht allein entscheiden, ob die eigene Antwort überhaupt korrekt ist. Dementsprechend befasst sich das Forschungsgebiet mit vorverarbeitenden Mechanismen, die automatisiert fehlerhafte Eingabedaten erkennen und teilweise sogar korrigieren können. Am Ende der Datenverarbeitungskette ist es notwendig, durch nachgelagerte Tests sicherzustellen, dass die von der KI vorgenommenen Verarbeitungsschritte korrekt ausgeführt wurden. Das Forschungsgebiet befasst sich mit der effizienten Erstellung solcher Tests. Dabei kommen Methoden wie Fuzzing oder KI-gestützten Tests, die aus Dokumentation generiert werden, zur Anwendung. Diese Testverfahren tragen wesentlich dazu bei, die Zuverlässigkeit und Qualität von KI-basierten Systemen zu gewährleisten.

 Die Forschung erfolgt stets mit Bezug zu verschiedenen Anwendungsfeldern, beispielsweise durch Kooperationen mit Unternehmen aus dem regionalen Umfeld oder im Rahmen interdisziplinärer Forschungsprojekte. Hierdurch können theoretische Erkenntnisse praxisnah erprobt werden, um den stetig wachsenden Anforderungen der digitalen Transformation gerecht zu werden. Auch der Bezug zu gesellschaftlichen und strukturellen Umbrüchen – wie bspw. dem demografischen Wandel oder der Energiewende – kann auf diesem Weg hergestellt werden.

2025

  • Robert Schönfeld und Sven Karol. APICaseGen: Combining LLMs and conventional approaches for automated test-case generation for web APIs. In Proceedings of the 25. Nachwuchswissenschaftler*innen-Konferenz (NWK 2025). 2025. To appear. Preprint. 

Frühere Artikel (Auswahl)

  • Sven Karol, Tobias Nett, Jeronimo Castrillon, and Ivo F Sbalzarini. A domain-specific language and editor for parallel particle methods. ACM Transactions on Mathematical Software (TOMS), 44(3):34, 2018.
  • Jeronimo Castrillon, Matthias Lieber, Sascha Klüppelholz, Marcus Voelp, Nils Asmussen, Uwe Assmann, Franz Baader, Christel Baier, Gerhard Fettweis, Jochen Fröhlich, et al. A hardware/software stack for heterogeneous systems. IEEE Transactions on Multi-Scale Computing Systems, 4(3):243–259, 2018.
  • Sven Karol, Norman A. Rink, Bálint Gyapjas, and Jeronimo Castrillon. Fault tolerance with aspects: a feasibility study. In Proceedings of the 15th International Conference on Modularity (MODULARITY ’16). ACM, 2016
  • Florian Heidenreich, Jendrik Johannes, Sven Karol, Mirko Seifert, and Christian Wende. Model-based language engineering with EMFText. In Generative and Transformational Techniques in Software Engineering IV, volume 7680 of Lecture Notes in Computer Science, pages 322–345. Springer, 2013.
  • Christoff Bürger, Sven Karol, Christian Wende, and Uwe Aßmann. Reference attribute grammars for metamodel semantics. In Proceedings of the Third International Conference on Software Language Engineering (SLE 2010), volume 6563 of Lecture Notes in Computer Science, pages 22–41. Springer, 2011.
  • Sven Karol, Martin Heinzerling, Florian Heidenreich, and Uwe Aßmann. Using feature models for creating families of documents. In Proceedings of the 10th ACM Symposium on Document Engineering (DocEng ’10), pages 259–262. ACM, 2010.
  • Florian Heidenreich, Jendrik Johannes, Sven Karol, Mirko Seifert, and Christian Wende. Derivation and refinement of textual syntax for models. In Proceedings of the 5th European Conference on Model Driven Architecture - Foundations and Applications (ECMDA-FA 2009), volume 5562 of Lecture Notes in Computer Science, pages 114–129. Springer, 2009.
Kontaktperson
Prof. Dr. Sven Karol
Professur für Informatik/Programmierung
Raum: Hg/G/4/35
Telefon: +49 3461 46-2253

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Prof. Dr. Christian Schmeißer

Datengetriebene Informationssysteme, Künstliche Intelligenz und digitale Plattformlösungen

Das Forschungsfeld von Prof. Dr. Christian Schmeißer liegt im Schnittbereich von datengetriebenen Informationssystemen, Künstlicher Intelligenz und digitalen Plattformlösungen in Wirtschaft und öffentlicher Verwaltung. Im Zentrum steht die Frage, wie Daten aus unterschiedlichen Quellen so aufbereitet, ausgewertet und visualisiert werden können, dass sie für Fach- und Führungskräfte als belastbare Entscheidungsgrundlage nutzbar werden. Dazu gehören insbesondere Analyse- und Reportinglösungen, Dashboards sowie automatisierte Auswertungs- und Berichtssysteme.

Ein zweiter Schwerpunkt betrifft den Einsatz moderner Verfahren der Data Science und der Sprachverarbeitung. Hierzu zählen Methoden des Machine Learning und des Natural Language Processing zur Stimmungsanalyse, zur inhaltlichen Strukturierung großer Textmengen sowie zur Bewertung und Einordnung digitaler Medieninhalte. Ergänzend werden KI-basierte Assistenz- und Empfehlungssysteme betrachtet, die auf Basis definierter Kriterien passende Informationen, Kommunikationskanäle oder Handlungsoptionen vorschlagen.

Darüber hinaus umfasst das Forschungsfeld die Konzeption und Bewertung digitaler Anwendungen und Plattformarchitekturen, etwa für dienstleistungsorientierte Angebote, Verwaltungsprozesse oder touristische und kommunale Nutzungsszenarien. Ein wiederkehrendes Thema ist dabei die Frage, wie technische Lösungen – zum Beispiel Low-Code-Plattformen, Portale oder Geo-Visualisierungssysteme – so gestaltet werden können, dass sie in heterogenen Organisationen und Strukturen praktikabel eingeführt, betrieben und weiterentwickelt werden können.

Monographien

  • Schmeißer, C. 2013, Wettbewerbsmanipulationen in Online-Auktionen, Universitäts- und Landesbibliothek Sachsen Anhalt, Dissertationsschrift.

Tagungsbände

  • Peters, R., Schmeißer, C. 2012, Sniping in Online-Auktionen. Multikonferenz Wirtschaftsinformatik (MKWI) 2012, Braunschweig, S. 1835-1845.
  • Schmeißer, C., Peters, R., 2011, Shilling in Online-Auktionen, In: Bernstein, A., Schwabe, G. (Hrsg.): Proceedings of the 10. International Conference on Wirtschaftsinformatik (WI 2011). Zürich, S. 201-206.
  • Schmeißer, C., 2009, Die Profitabilität von Online-Kollusionen, Tagungsband des 11. interuniversitären Doktorandenseminars Wirtschaftsinformatik der Universitäten Halle, Leipzig, Jena, Dresden und Freiberg, S. 55-60.

Diskussionsbeiträge

  • Peters, R., Schmeißer, C. 2011, Sniping in Online Auctions, Diskussionsbeiträge zu Wirtschaftsinformatik und Operations Research, Nr. 28, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg.
  • Schmeißer, C., Peters, R. 2011, Shilling Identification in Online Auctions, Diskussionsbeiträge zu Wirtschaftsinformatik und Operations Research, Nr. 27, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg.

Weitere wissenschaftliche Publikationen

  • Institut für Wirtschaftsforschung Halle (IWH) 2012, Evaluation der Fördermaßnahme Förderung der wirtschaftsnahen Infrastruktur im Rahmen der Gemeinschaftsaufgabe „Verbesserung der regionalen Wirtschaftsstruktur“ (GA-Infra). Gutachten im Auftrag des Staatsministeriums für Wirtschaft und Arbeit des Freistaates Sachsen, IWH Online 2/2012.
  • Dettmann, E., Becker, C., Schmeißer, C. 2011, Distance Functions for Matching in Small Samples, Computational Statistics & Data Analysis, Vol. 55 (5), S. 1942-1960.
  • Buscher, H. S., Dettmann, E., Schmeißer, C., Sunder, M., Trocka, D. 2009, Der Fachkräfteneubedarf in Thüringen bis 2015: Prognose und Handlungsoptionen, Wirtschaft im Wandel 7/2009, S. 281-289.
Kontaktperson
Prof. Dr. Christian Schmeißer
Professor für Wirtschaftsinformatik, Data Science und Intelligente Information
Raum: F/4/29
Telefon: +49 3461 46-2428

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Prof. Dr. Ronny Weinkauf

Digitalisierung und Digitale Transformation von Verwaltungsvorgängen


Das Forschungsfeld von Prof. Dr. Ronny Weinkauf ist auf die Digitalisierung und die Digitale Transformation von Verwaltungsvorgängen ausgerichtet. Seit Mitte der neunziger Jahre liegt der fachliche Schwerpunkt auf der digitalen Neugestaltung administrativer Abläufe, mit dem Ziel, diese in durchgängig digitale Verfahren zu überführen. Kennzeichnend ist dabei die Ausrichtung an der Schnittstelle von wissenschaftlicher Informatik und unternehmerischer Praxis. 

Im internationalen Kontext ist das Forschungsfeld über die Mitarbeit im Programmkomitee der Konferenzreihen ICEGOV und DBPC verankert. Auf nationaler Ebene bilden die Arbeiten Weinkaufs die Grundlage für eine bundesweit etablierte und mehrfach ausgezeichnete Digitalisierungslösung zur Digitalen Baugenehmigung. Diese steht exemplarisch für den Fokus auf übertragbare, standardisierte Lösungen im Bereich der Verwaltungsdigitalisierung. 

In diesen Zusammenhängen werden Fragestellungen der Digitalisierung von Verwaltung gemeinsam mit Praxispartnern bearbeitet; zu diesen zählen unter anderem Innenministerien, Landkreise, Stadtverwaltungen, Gemeinden sowie IT-Dienstleister. Insgesamt ist das Forschungsfeld durch den langfristigen Fokus auf Verwaltungsdigitalisierung, die Verbindung von Theorie und Praxis sowie die Zusammenarbeit mit öffentlichen Einrichtungen und Unternehmen gekennzeichnet.

  • Ronny Weinkauf and Judith Fauth. 2024. Decision Support for Building Permit Application Preparation. In Proceedings of the 17th International Conference on Theory and Practice of Electronic Governance (ICEGOV '24). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 291–299. https://doi.org/10.1145/3680127.3680152
  • Weinkauf, R., Fiedler, A.: „One-for-All“ – experiences and perspectives of the digital building permit in Germany. In: Noardo, F., & Fauth, J. (2024, Juli). Digital Building Permit Conference 2024 - Proceedings. Digital Building Permit conference 2024 (DBP conference 2024), Barcelona. https://doi.org/10.5281/zenodo.12785857, pp. 254-255
  • Fiedler, A., Weinkauf, R.: Bauantrag geht online. In: Kommune 21, Ausgabe 6/2023, ISSN 1618-2901, S. 38 f.
  • Fiedler, A., Weinkauf, R.: Digitales Bauantragsverfahren am Beispiel der EfA-Leistung als cokreatives OZG-Projekt zwischen Bundesland und Kommunalverwaltung. In: Krause, T. u.a.: Handbuch Digitalisierung der Verwaltung. Bielefeld: transcript Verlag, 1. Aufl., ISBN 978-3-8252-5929-7, 2023
  • Fiedler, A., Weinkauf, R.: Einer für Alle - der Bauantrag geht online! In: Build-Ing. Digitales Planen, Bauen und Betreiben. Berlin: HUSS-MEDIEN, ISSN 2567-8361-ZKZ: 13989, 2|2022, S. 30 f.
  • Weinkauf, R., Fiedler, A., Zehner, M., Scheffler, S.: OZG-Umsetzung am Beispiel der raumbezogenen, digitalen Baugenehmigung. In: Bill, R., Zehner, M.: GeoForum MV 2022 - Smarte Geoinformation. Tagungsband zum 18. GeoForum MV, Hamburg: tredition Verlag, 2022, S. 138-144
  • Fiedler, A., Weinkauf, R.: Einer für Alle – der digitale Bauantrag kommt! In: Kommunalpolitische Blätter, Berlin: Kommunal-Verlag, 74. Jahrgang, Oktober 2022, S. 22 f.
  • Weinkauf, R.: Bereitstellung von Diensten für integrierte Kommunalportale. In: eGovernment Review, Ausgabe Nr. 16, Juli 2015, S. 18 f.
  • Weinkauf, R.: Schachtschein-Online: ein neuer Service für Unternehmen und Bürger. In: Hochschule Merseburg - Forschungsbericht. Merseburg: Hochsch, ZDB-ID 23737797, 2015, S. 28-30
  • Debold, J., Weinkauf, R.: Die integrierte Geodateninfrastruktur in Nordwestmecklenburg. In: Geoinformation und gesellschaftliche Herausforderungen : [Tagungsband zum 11. GeoForum MV ; Warnemünde, 13. und 14. April 2015]. Berlin: GITO-Verl., ISBN 978-3-95545-112-7, 2015, S. 11-16
  • Pundt, H., Scheffler, S., Weinkauf, R.: Herausforderungen für integrierte Geodienste zur Unterstützung des E-Government. In: eGovernment Review, Ausgabe Nr. 11, Januar 2013, S. 28 f.
  • Weinkauf, R., Scheffler, S., Schmidt, C.: Kommunale Anwendungsszenarien der Geodienste-Plattform des brain-GeoCMS. In: Bill, R., Flach, G., Korduan, P., Zehner, M., Seip, S. (Hrsg.): GeoForum MV 2013 - Neue Horizonte für Geodateninfrastrukturen. GITO Verl., Berlin 2013. , S. 115-124
  • Pundt, Hardy, Spangenberg, Thomas, Weinkauf, Ronny: Individualisierung webbasierter und mobiler Geodienste zur nutzergerechten und nachhaltigen Tourenplanung. GIS.Science 2/2011. 2011. S. 67-75
  • Pundt, H., Spangenberg, T., Weinkauf, R.: Web-based and Context-Sensitive, Mobile Geo-Tools to Support Spatial Decision Making in Health- and Emergency Management. In: Fred, A., Filipe, J., Gamboa, H. (eds.), Proceedings of the 3rd Conference on Health Informatics, HealthInf 2010, Valencia, Spain, pp. 469 – 472.
  • Debold, Jürgen; Neumann, Gabriel; Schmidt, Christian; Weinkauf, Ronny: Geodatenshop Nordwestmecklenburg - Einstieg in die Geodatenvermarktung. In: Bill, Ralf; Flach, Guntram; Klammer, Ulf; Niemeyer, Cindy (Hrsg.): GeoForum MV 2009 Geoinformation für jedermann. Gito Verlag, Berlin, 2009
  • Neumann, G.; Tammer, Chr; Weinkauf, R.: Multicriteria Location-Routing Problems for touristy travelling management In: Heyde, Frank; Löhne, Andreas; Tammer, Christiane (Eds.): Methods of Multicriteria Decision Theory and Applications. Shaker-Verlag, Aachen, 2009
  • Neumann, G., Weinkauf, R.: Verteilte Pflege regionaler Informationen. In: Zwanziger, W. (Hrsg.): 6. Nachwuchswissenschaftlerkonferenz "Junge Wissenschaftler in einer sich ändernden Welt. Herausforderungen-Perspektiven-Gestaltungsansätze". Aachen: Shaker-Verl., 2006
  • Neumann, G., Tammer, C., Weinkauf, R., Welz, W.: A GIS-based Decision Support for Multicriteria Location-Routing Problems. In: Multicriteria Decision Making and Fuzzy Systems. Theory, Methods and Applications. Aachen: Shaker Verlag, 2006, Pages 157-173
  • Henn, A., Weinkauf, R.: Akteursbasierte Informationsaufbereitung für die Regionalplanung. In: Zwanziger, W. (Hrsg.): 6. Nachwuchswissenschaftlerkonferenz "Junge Wissenschaftler in einer sich ändernden Welt. Herausforderungen-Perspektiven-Gestaltungsansätze". Aachen: Shaker-Verl., 2006
  • Gabriel, M, Weinkauf, R.: Agentenbasierte Entscheidungsunterstüzung für die Regionalplanung. In: Zwanziger, W. (Hrsg.): 6. Nachwuchswissenschaftlerkonferenz "Junge Wissenschaftler in einer sich ändernden Welt. Herausforderungen-Perspektiven-Gestaltungsansätze". Aachen: Shaker-Verl., 2006
  • Seder, I.; Weinkauf, R.; Neumann, T.; Neumann, G.: Agentenbasierte Verwaltungskooperation. In: Forschungsbericht 2004/2005 Angewandte Forschung an der Hochschule Merseburg (FH). Stand und Perspektiven. Mering: WEKAinfo Verl., 2005, S. 29-34
  • Weinkauf, R., Patz, R. (2004). Informationsmanagement einer Landschaft im Wandel. TATuP-Zeitschrift für Technikfolgenabschätzung in Theorie und Praxis, 13(2), 107-110.
  • Weinkauf, R.: Unterstützung kooperativer Softwareentwicklungsprozesse in Unternehmensnetzwerken. In: Cleve, J., Alde, E.: WIWITA 2004 Proceedings. Wismar, 2004, S. 108-114
  • Tammer, Chr., Henn, A., Patz, R., Weinkauf, R.: Anwendung mathematischer Methoden und Geographischer Informationssysteme bei der Standortbestimmung. In: Geldermann, J, Treitz, M. (Hrsg.): Entscheidungstheorie und Praxis in industrieller Produktion und Umweltforschung. Aachen: Shaker-Verl., 2004, S. 71-86
  • Tammer, Chr., Patz, R., Weinkauf, R.: Location problems in mining landscapes. In: Rogge et al.: Internationales Kolloquium Wirtschaftsinformatik und Operations Research. Halle: Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät, 2003, S. 40-47
  • Tammer, Chr., Gergele, M., Patz, R., Weinkauf, R.: Standortprobleme in der Landschaftsgestaltung. In: Habenicht, W. u.a. (Hrsg.): Multi-Criteria- und Fuzzy-Systeme in Theorie und Praxis. Lösungsansätze für Entscheidungsprobleme mit komplexen Zielsystemen. Wiesbaden: Dt. Universitäts-Verl., 2003, S. 261-286
  • Seder, I., Weinkauf, R., Schülert, T.: Verfügbarkeit und Performance des Web-basierten UIS für kommunale Verwaltungen und Bürger. In: Hilty, L. et al. (Hrsg.): Sustainability in the Information Society. Metropolis Verlag 2001, S. 909-914
  • Weinkauf, R.: Computergestütztes Management von Verwaltungsvorgängen mit Umweltinformationen. Aachen: Shaker-Verlag, 2001
  • Seder, I., Weinkauf, R., Neumann, T.: Knowledge-based databases and intelligent decision support for environmental management in urban systems. Computers, environment and urban systems, 2000, 24. Jg., Nr. 3, S. 233-250
  • Seder, I., Weinkauf, R., Vögele, T., Krüger, T.: Integration von Entscheidungsunterstützungs-systemen in kommerzielle Umweltinformationssysteme. In: Rautenstrauch, C., Schenk, M. (Hrsg.): Umweltinformatik zwischen Theorie und Industrieanwendung. 13. Internationales Symposium "Informatik für den Umweltschutz" der Gesellschaft für Informatik, Marburg: Metropolis Verlag, 1999, S. 321 - 330
  • Weinkauf, R., Seder, I: Information Brokering in der Umweltverwaltung. In: Bischoff, R. et. al. (Hrsg.): Von der Informationsflut zum Information Brokering. Wiesbaden: Vieweg Verlag, 1998,   S. 138 - 150
  • Seder, I., Weinkauf, R.: Entscheiden und Bewerten in der Umweltverwaltung. In: Haasis, H.-D., Ranze, K. C. (Hrsg.): Umweltinformatik `98: vernetzte Strukturen in Informatik, Umwelt und Wirtschaft. Marburg: Metropolis-Verlag, 1998, S. 403-413

 

Kontaktperson
Prof. Dr. Ronny Weinkauf
Professur für Informatik, Datenbanken und Verteilte Systeme
Raum: Hg/F/0/009
Telefon: +49 3461 46-2959

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