Wir betrachten die Einsatzplanung (Unit Commitment Problem) für ein thermisches Kraftwerk mit zusätzlicher Energienebenbedingung. Dazu definieren wir ein stochastisches dynamisches Programm (SDP)mit stetigem Zustandsraum und integriertem gemischt-ganzzahligem Programm (MIP). Wir stellen einen effizienten Algorithmus vor zur Lösung des MIP über eine Matrixmultiplikation und verwenden eine Hauptkomponentenanalyse zur Reduzierung der Dimension des Preisvektors. Außerdem liefern wir zum Vergleich des SDP eine vereinfachte Regel zur Energieallokation. Zur Beurteilung der Güte der Ergbnisse betrachten wir als nächstes obere Grenzen. Für eine vereinfachte Modellierung des Kraftwerks als Swing Option mit Mehrfachausübung auf derselben Stufe bestimmen wir formal eine solche obere Grenze. Abschließend untersuchen wir Strategien zur Vermeidung des Spotpreisrisikos, dem das Kraftwerk aufgrund der Nichtspeicherbarkeit von Strom besonders ausgesetzt ist. Zunächst konzentrieren wir uns auf die Messung des Spotpreisrisikos und stellen drei neue Maße vor (Forward Delta, Synthetisches Spot Delta und Earnings-at-Risk). Danach präsentieren wir Strategien zur Risikoreduzierung vor und während der Lieferperiode. Im zweiten Fall wird versucht, durch einen neuen Produktionsplan das Risiko mehr als den Gewinn zu senken. Wir schlagen dazu einen Referenzwert vor, den wir EaR-effizienten Optionswert nennen und in eine neue Erzeugungspolitik basierend auf Quantil-Regression einfließt. Die Politik beschreibt ein Preisband innerhalb dessen ein beobachteter Preis zur Ausübung eines Swing-Rechts führt. Für den Fall der amerikanischen Option können wir EaR-Effizienz mit dieser Strategie nachweisen. Abschließend betrachten wir die Absicherung des Kraftwerks vor der Lieferung durch gezielten Verkauf einer Swing Option. Wir stellen eine Heuristik basierend auf unserem synthetischen Spot Delta vor, um Swinghöhe und –anzahl effizient zu finden. / We define a new not yet investigated unit commitment problem that introduces an energy constraint to a thermal power plant. We define a stochastic dynamic program with continuous state space and nested mixed integer program (MIP). We introduce a fast implementation approach by replacing the MIP with an efficient matrix calculation and use principal component analysis to reduce the dimension of the price vector. We also provide a fast heuristic valuation approach for comparison. We investigate the theory of upper bounds for a proper validation of our power plant results. In particular we provide an extension for swing options with multiple exercises at the same stage. Finally we provide a risk analysis for our thermal power plant. In particular we investigate strategies to reduce the spot price risk to which power plants are significantly exposed. First, we focus on the measurement of spot price risk and propose three appropriate risk figures (Forward delta, synthetic spot delta and Earnings-at-Risk ). Second we suggest risk mitigation strategies for both periods, before and in delivery. The latter tries to alter the dispatch policy i.e. pick less risky hours and accept a (desirably only slightly) smaller return. We introduce a benchmark that we will call EaR-efficient option value. We propose a mitigation strategy for this benchmark that is based on quantile regression. It defines a price interval for executing an individual swing right and is therefore very well suited for real world applications. In case of an American option we are able to show EaR-efficiency of our strategy. Finally, we investigate hedging strategies before delivery. In particular, we look at a hedge for the spot price risk of the power plant using a swing option. We propose a heuristic based on our synthetic spot deltas to find the swing number and size of the swing option for a given upper generation amount.

Die vorliegende Arbeit untersucht in welchem Ausmaß Manager Optimismus finanzielle Entscheidungen von Unternehmen beeinflusst. Der erste Teil der Dissertation analysiert den Einfluss von Optimismus auf die Ausgabe von Fremdkapital. Optimistische Manager überschätzen die zukünftigen Erfolgsaussichten ihrer Firma. Daher könnten sie Verträge bevorzugen, die die Kuponzahlungen an die zukünftige Entwicklung des Kreditrisikos koppeln (sogenannte PSD Verträge). Diese Hypothese wird empirisch bestätigt. Ein weiteres Ergebnis der empirischen Analysen ist, dass in Firmen mit optimistischen Managern die Kreditqualität nach Ausgabe von PSD sinkt. Der zweite Teil untersucht den Zusammenhang zwischen Manager Optimismus und Spekulation mit Finanzderivaten in Unternehmen. Optimistische Manager, die ihre Fähigkeiten generell überschätzen, könnten irrtümlicherweise denken, dass sie mit Hilfe von Derivaten in der Lage sind den Markt zu schlagen und abnormale Renditen zu erzielen. Die Studie untersucht Derivatetransaktionen von Goldproduzenten in Nordamerika. Diese Industrie ist besonders interessant durch die ausführliche Ausweisung der Derivatepositionen und durch das klare Exposure zum Goldpreisrisiko. Das Ergebnis der Studie bestätigt die Hypothese dass optimistische Manager in größerem Ausmaß spekulieren und mit den Spekulationen letztendlich Verluste produzieren. Der letzte Teil der Arbeit untersucht die Auszahlungspolitik von Firmen mit optimistischen Managern. Optimistische Manager überschätzen durch ihre verzerrte Wahrnehmung den Wert der Firma und sollten daher eher zu Aktienrückkäufen als zu Dividendenzahlungen neigen. Die empirischen Ergebnisse der Arbeit bestätigen diese Voraussage. Optimistische Manager ersetzen Dividenden mit Aktienrückkäufen, das absolute Niveau der Auszahlungen unterscheidet sich jedoch nicht zwischen Firmen mit optimistischen und rationalen Managern. / This work analyses the impact of managerial optimism on financial policies of firms. The first part investigates the effect of optimism on debt contract design. Optimistic managers overestimate the credit quality of their firms and should be more likely to issue debt contracts that link coupon payments to the future credit risk of their firms (PSD contracts). This prediction is confirmed empirically. Further, firms with optimistic managers that issue PSD experience future deteriorations in their credit quality. The second part analyses the relation between managerial optimism and corporate speculation with financial derivatives. Optimistic managers overestimate their abilities and should be more likely to time markets because they believe that they have superior market timing abilities. The study uses data on North American gold producers because these firms disclose detailed data on their derivative positions and have a clear exposure to the gold price. The empirical results confirm the prediction that optimistic engage in more speculation with financial derivatives and that the cash flow resulting from speculation is lower relative to firms with rational managers. The last past analyses the relation between managerial optimism and a firm’s payout policy. As a consequence of their biased beliefs, optimistic managers perceive their firm’s equity as undervalued and should therefore be more likely to prefer share repurchases over cash dividends. The empirical analyses confirm this prediction: Firms with optimistic managers use more share repurchases relative to firms with rational managers. However, the total amount of payouts does not differ between firms with optimistic and rational managers.

Der stetig steigende Funktionsumfang im Automobil und die zunehmende Vernetzung von Steuergeräten erfordern neue Methoden zur Beherrschung der Komplexität in der Validierung und Verifikation. Die virtuelle Absicherung ermöglicht die Integration der Software in einem PC-System, unabhängig von der Ziel-Hardware, zur frühzeitigen Gewährleistung der Softwarequalität im Entwicklungsprozess. Ebenso kann die Wiederverwendbarkeit vorhandener Komponenten in zukünftigen Mikrocontrollern sichergestellt werden. Die Grundlage dafür liefert der AUTOSAR-Standard durch einheitliche Schnittstellenbeschreibungen, welche die Abstraktion von Hardware und Software ermöglichen. Allerdings enthält der Standard hardwareabhängige Software-Komponenten, die als Complex-Device-Drivers (CDDs) bezeichnet werden. Aufgrund ihrer Hardwareabhängigkeit sind CDDs nicht direkt in eine virtuelle Absicherungsplattform integrierbar, da die spezifischen Hardware-Module nicht verfügbar sind. Die Treiber sind dennoch Teil der Steuergeräte-Software und somit bei einem ganzheitlichen Absicherungsansatz mit zu betrachten. Diese Dissertation beschreibt sieben unterschiedliche Konzepte zur Berücksichtigung von CDDs in der virtuellen Absicherung. Aus der Evaluierung der Praxistauglichkeit aller Ansätze wird eine Auswahlmethodik für die optimale Lösung bei sämtlichen Anwendungsfällen von CDDs in der Steuergeräte-Software entwickelt. Daraus abgeleitet, eignen sich zwei der Konzepte für die häufigsten Anwendungsfälle, die im Weiteren detailliert beschrieben und realisiert werden. Das erste Konzept erlaubt die vollständige Simulation eines CDD. Dies ist notwendig, um die Integration der Funktions-Software selbst ohne den Treiber zu ermöglichen und alle Schnittstellen abzusichern, auch wenn der CDD noch nicht verfügbar ist. Durch eine vollständige Automatisierung ist die Erstellung der Simulation nur mit geringem Arbeitsaufwand verbunden. Das zweite Konzept ermöglicht die vollständige Integration eines CDD, wobei die Hardware-Schnittstellen über einen zusätzlichen Hardware-Abstraction-Layer an die verfügbare Hardware des Systems zur virtuellen Absicherung angebunden werden. So ist der Treiber in der Lage, reale Hardware-Komponenten anzusteuern und kann funktional abgesichert werden. Eine flexible Konfiguration der Abstraktionsschicht erlaubt den Einsatz für eine große Bandbreite von CDDs. Im Rahmen der Arbeit werden beide Konzepte anhand von industrierelevanten Projekten aus der Serienentwicklung erprobt und detailliert evaluiert. / The constantly increasing amount of functions in modern automobiles and the growing degree of cross-linking between electronic control units (ECU) require new methods to master the complexity in the validation and verification process. The virtual validation and verification enables the integration of the software on a PC system, which is independent from the target hardware, to guarantee the required software quality in the early development stages. Furthermore, the software reuse in future microcontrollers can be verified. All this is enabled by the AUTOSAR standard which provides consistent interface descriptions to allow the abstraction of hardware and software. However, the standard contains hardware-dependent components, called complex device drivers (CDD). Those CDDs cannot be directly integrated into a platform for virtual verification, because they require a specific hardware which is not generally available on such a platform. Regardless, CDDs are an essential part of the ECU software and therefore need to be considered in an holistic approach for validation and verification. This thesis describes seven different concepts to include CDDs in the virtual verification process. A method to always choose the optimal solution for all use cases of CDDs in ECU software is developed using an evaluation of the suitably for daily use of all concepts. As a result from this method, the two concepts suited for the most frequent use cases are detailed and developed as prototypes in this thesis. The first concept enables the full simulation of a CDD. This is necessary to allow the integration of the functional software itself without the driver. This way all interfaces can be tested even if the CDD is not available. The complete automation of the generation of the simulation makes the process very efficient. With the second concept a CDD can be entirely integrated into a platform for virtual verification, using an hardware abstraction layer to connect the hardware interfaces to the available hardware of the platform. This way, the driver is able to control real hardware components and can be tested completely. A flexible configuration of the abstraction layer allows the application of the concept for a wide variety of CDDs. In this thesis both concepts are tested and evaluated using genuine projects from series development.

Der stetig steigende Funktionsumfang im Automobil und die zunehmende Vernetzung von Steuergeräten erfordern neue Methoden zur Beherrschung der Komplexität in der Validierung und Verifikation. Die virtuelle Absicherung ermöglicht die Integration der Software in einem PC-System, unabhängig von der Ziel-Hardware, zur frühzeitigen Gewährleistung der Softwarequalität im Entwicklungsprozess. Ebenso kann die Wiederverwendbarkeit vorhandener Komponenten in zukünftigen Mikrocontrollern sichergestellt werden. Die Grundlage dafür liefert der AUTOSAR-Standard durch einheitliche Schnittstellenbeschreibungen, welche die Abstraktion von Hardware und Software ermöglichen. Allerdings enthält der Standard hardwareabhängige Software-Komponenten, die als Complex-Device-Drivers (CDDs) bezeichnet werden. Aufgrund ihrer Hardwareabhängigkeit sind CDDs nicht direkt in eine virtuelle Absicherungsplattform integrierbar, da die spezifischen Hardware-Module nicht verfügbar sind. Die Treiber sind dennoch Teil der Steuergeräte-Software und somit bei einem ganzheitlichen Absicherungsansatz mit zu betrachten. Diese Dissertation beschreibt sieben unterschiedliche Konzepte zur Berücksichtigung von CDDs in der virtuellen Absicherung. Aus der Evaluierung der Praxistauglichkeit aller Ansätze wird eine Auswahlmethodik für die optimale Lösung bei sämtlichen Anwendungsfällen von CDDs in der Steuergeräte-Software entwickelt. Daraus abgeleitet, eignen sich zwei der Konzepte für die häufigsten Anwendungsfälle, die im Weiteren detailliert beschrieben und realisiert werden. Das erste Konzept erlaubt die vollständige Simulation eines CDD. Dies ist notwendig, um die Integration der Funktions-Software selbst ohne den Treiber zu ermöglichen und alle Schnittstellen abzusichern, auch wenn der CDD noch nicht verfügbar ist. Durch eine vollständige Automatisierung ist die Erstellung der Simulation nur mit geringem Arbeitsaufwand verbunden. Das zweite Konzept ermöglicht die vollständige Integration eines CDD, wobei die Hardware-Schnittstellen über einen zusätzlichen Hardware-Abstraction-Layer an die verfügbare Hardware des Systems zur virtuellen Absicherung angebunden werden. So ist der Treiber in der Lage, reale Hardware-Komponenten anzusteuern und kann funktional abgesichert werden. Eine flexible Konfiguration der Abstraktionsschicht erlaubt den Einsatz für eine große Bandbreite von CDDs. Im Rahmen der Arbeit werden beide Konzepte anhand von industrierelevanten Projekten aus der Serienentwicklung erprobt und detailliert evaluiert. / The constantly increasing amount of functions in modern automobiles and the growing degree of cross-linking between electronic control units (ECU) require new methods to master the complexity in the validation and verification process. The virtual validation and verification enables the integration of the software on a PC system, which is independent from the target hardware, to guarantee the required software quality in the early development stages. Furthermore, the software reuse in future microcontrollers can be verified. All this is enabled by the AUTOSAR standard which provides consistent interface descriptions to allow the abstraction of hardware and software. However, the standard contains hardware-dependent components, called complex device drivers (CDD). Those CDDs cannot be directly integrated into a platform for virtual verification, because they require a specific hardware which is not generally available on such a platform. Regardless, CDDs are an essential part of the ECU software and therefore need to be considered in an holistic approach for validation and verification. This thesis describes seven different concepts to include CDDs in the virtual verification process. A method to always choose the optimal solution for all use cases of CDDs in ECU software is developed using an evaluation of the suitably for daily use of all concepts. As a result from this method, the two concepts suited for the most frequent use cases are detailed and developed as prototypes in this thesis. The first concept enables the full simulation of a CDD. This is necessary to allow the integration of the functional software itself without the driver. This way all interfaces can be tested even if the CDD is not available. The complete automation of the generation of the simulation makes the process very efficient. With the second concept a CDD can be entirely integrated into a platform for virtual verification, using an hardware abstraction layer to connect the hardware interfaces to the available hardware of the platform. This way, the driver is able to control real hardware components and can be tested completely. A flexible configuration of the abstraction layer allows the application of the concept for a wide variety of CDDs. In this thesis both concepts are tested and evaluated using genuine projects from series development.

Abstracting from self-insurance and self-protection effects of production choices, exporting firms usually have access to a number of risk sharing markets that have an efficient risk management role. Two of the most striking results achieved from the existence of risk sharing markets are the separation theorem and the full-hedging theorem. This note examines the optimal production for exports and hedging decisions of a risk-averse firm facing both hedgeable exchange rate risk and non-hedgeable (background) risk. While the separation property holds in this context, the full-hedging property does not.The correlation between the non-hedgeable income risk and the hedgeable foreign exchange rate risk is pivotal. We show that the concept of expectation dependence is useful in determining the optimal financial risk management.

In dieser Arbeit untersuchen wir mathematische Modelle für Finanzmärkte mit einem großen Händler, dessen Handelsaktivitäten transienten Einfluss auf die Preise der Anlagen haben. Zuerst beschäftigen wir uns mit der Frage, wie die Handelserlöse des großen Händlers definiert werden sollen. Wir identifizieren die Erlöse zunächst für absolutstetige Strategien als nichtlineares Integral, in welchem sowohl der Integrand als der Integrator von der Strategie abhängen. Unserere Hauptbeiträge sind hier die Identifizierung der Skorokhod M1 Topologie als geeigneter Topologue auf dem Raum aller Strategien sowie die stetige Erweiterung der Definition für die Handelserlöse von absolutstetigen auf cadlag Kontrollstrategien. Weiter lösen wir ein Liquidierungsproblem in einem multiplikativen Modell mit Preiseinfluss, in dem die Liquidität stochastisch ist. Die optimale Strategie wird beschrieben durch die Lokalzeit für Reflektion einer Diffusion an einer nicht-konstanten Grenze. Um die HJB-Variationsungleichung zu lösen und Optimalität zu beweisen, wenden wir probabilistische Argumente und Methoden aus der Variationsrechnung an, darunter Laplace-Transformierte von Lokalzeiten für Reflektion an elastischen Grenzen. In der zweiten Hälfte der Arbeit untersuchen wir die Absicherung (Hedging) für Optionen. Der minimale Superhedging-Preis ist die Viskositätslösung einer semi-linearen partiellen Differenzialgleichung, deren Nichtlinearität von dem transienten Preiseinfluss abhängt. Schließlich erweitern wir unsere Analyse auf Hedging-Probleme in Märkten mit mehreren riskanten Anlagen. Stabilitätsargumente führen zu strukturellen Bedingungen, welche für ein arbitragefreies Modell mit wechselseitigem Preis-Impakt gelten müssen. Zudem ermöglichen es jene Bedingungen, die Erlöse für allgemeine Strategien unendlicher Variation in stetiger Weise zu definieren. Als Anwendung lösen wir das Superhedging-Problem in einem additiven Preis-Impakt-Modell mit mehreren Anlagen. / In this thesis we study mathematical models of financial markets with a large trader (price impact models) whose actions have transient impact on the risky asset prices. At first, we study the question of how to define the large trader's proceeds from trading. To extend the proceeds functional to general controls, we ask for stability in the following sense: nearby trading activities should lead to nearby proceeds. Our main contribution in this part is to identify a suitable topology on the space of controls, namely the Skorokhod M1 topology, and to obtain the continuous extension of the proceeds functional for general cadlag controls. Secondly, we solve the optimal liquidation problem in a multiplicative price impact model where liquidity is stochastic. The optimal control is obtained as the reflection local time of a diffusion process reflected at a non-constant free boundary. To solve the HJB variational inequality and prove optimality, we need a combination of probabilistic arguments and calculus of variations methods, involving Laplace transforms of inverse local times for diffusions reflected at elastic boundaries. In the second half of the thesis we study the hedging problem for a large trader. We solve the problem of superhedging for European contingent claims in a multiplicative impact model using techniques from the theory of stochastic target problems. The minimal superhedging price is identified as the unique viscosity solution of a semi-linear pde, whose nonlinearity is governed by the transient nature of price impact. Finally, we extend our consideration to multi-asset models. Requiring stability leads to strong structural conditions that arbitrage-free models with cross-impact should satisfy. These conditions turn out to be crucial for identifying the proceeds functional for a general class of strategies. As an application, the problem of superhedging with cross-impact in additive price impact models is solved.