本次研究使用全民健康保險研究資料庫2005承保抽樣歸人檔(LHID2005)，共40萬人的承保資料，針對肺癌患者的特徵進行分析，並與美國國家癌症研究所的肺癌資料作比較，罹患肺癌的人數都呈現男性多於女性，罹癌年齡的最高峰同樣落在65歲至74歲。 接著，將門診處方及治療明細檔和住院醫療費用清單明細檔進行彙整，整理出肺癌患者在2005年至2012年之間的門診費用以及住院費用，並比較不同項目的差距及特徵，門診費用以用藥明細點數最高，住院花費前五名的項目為葯費、病房費、放射線診療費、檢查費以及治療處置費。 最後，建構肺癌治療的多重型態模型，治療方式包含手術治療、放射線治療、化學治療，估計不同狀態之間的轉換力，進而算出五年定期躉繳肺癌保單之純保費。 / This study used Longitudinal Health Insurance Database 2005 (LHID2005) from Taiwan’s National Health Insurance Research Database (NHIRD). Screening the 400,000 insured of NHIRD to select the lung and bronchus cancer patients. This study analyzed and described their characteristics. Furthermore, it compared Taiwan’s lung and bronchus cancer data with the data in the United States derived from National Cancer Institute of the USA. The results revealed that the number of male patients is more than female patients and lung cancer is most frequently diagnosed among people aged 65-74 in both countries. Another aim was to sum up the lung cancer medical cost in 2005 to 2012 from NHIRD database, including ambulatory care expenditures by visits and inpatient expenditures by admissions. The highest cost of outpatients was medicine fee. The top five inpatient expenditures were medicine fee, ward fee, radiation therapy fee, inspection fee and therapeutic treatment fee. Finally, this study constructed a multiple state model of lung cancer treatment, including surgery, radiotherapy, chemotherapy. Estimating the transition intensities from multiple state model to calculate the pure premium of a five-year lung cancer policy.

Decisions taken during the initial design stage determine 60% to 95% of the total cost of a product. So there is a significant need to concurrently consider performance, cost, production and design complexity issues at the early stages of the design process. The main obstacle to this approach is the lack of convenient and reliable cost and performance models that can be integrated into a complex design process as is used in the shipbuilding industry. Traditional models and analysis methods frequently do not provide the required sensitivity to consider all the important variables impacting performance, cost, production and ships life cycle. Our challenge is that achieving this sensitivity at the early design stage almost requires data available during the detail design analysis. The traditional design methods do not adequately include, early enough, production and life cycle engineering to have a positive impact on the design. Taking an integrated approach throughout the life cycle of the ship and using concurrent engineering analysis tools can improve these traditional design process weaknesses. Innovation is required in structural design and cost assessment. The use of design for X, and particular design for production and cost schemes, during the design is the solution: to reduce failure during a ships life caused by design misconception, to reduce the overall design time and to shorten the build cycle of ships, to enlarge the number of design alternatives during the design process. The author has developed some assessment methods for cost effectiveness and complexity measurements intended to be used by ship designers for the real time control of cost process. The outcome is that corrective actions can be taken by management in a rather short time to actually improve or overcome predicted unfavourable performance. Fundamentally, these methods will provide design engineers with objective and quantifiable cost and complexity measures making it possible to take rational design decisions throughout the design stages. The measures proposed in this PhD are based on several techniques like decision analysis, data mining, neural network, fuzzy logic. They are objective facts, which are not dependent on the engineers interpretation of information, but rather on a model generated to represent the ship design. The objectivity aspect is essential when using the complexity and cost measures in a design automation system. Finally, with these tools, the designers should obtain well-defined and unambiguous metrics for measurement of the different types of cost effectiveness and complexities in engineered artefacts. Such metrics help the designers and design automation tools to be objective and perform quantitative comparisons of alternative design solutions, cost estimation, as well as design optimization. In this PhD, these metrics have been applied and validated with success in real industrial conditions on the design of passenger ships. Les décisions prises au cours de la phase initiale de conception déterminent 60% à 95% du coût total dun produit. Il y a donc un besoin important denvisager simultanément des aspects de performance, de coût, de production, de complexité au stade précoce du processus de conception. Le principal obstacle à cette approche est le manque de commodité et de fiabilité des modèles de coûts et des modèles danalyse de performance qui peuvent être intégrés dans un processus de conception aussi complexe que celui utilisé dans lindustrie de la construction navale. Les modèles traditionnels et les méthodes danalyse les plus fréquemment utilisés ne fournissent pas la sensibilité nécessaire pour examiner toutes les variables de conception importantes qui ont une influence sur la performance, le coût, la production et le cycle de vie des navires. Notre défi est quatteindre cette sensibilité au niveau de la conception initiale demande presque toujours des données uniquement disponibles lors de la conception détaillée. Les méthodes de conception traditionnelles ne prennent pas suffisamment en compte, suffisamment tôt, la production et lingénierie du cycle de vie afin davoir un impact positif sur la conception. Adopter une approche intégrée sur lensemble du cycle de vie des navires et utiliser lingénierie simultanée peuvent améliorer les faiblesses des processus de conception traditionnels. Linnovation est nécessaire dans la conception structurelle et lévaluation des coûts. Lutilisation du concept de "design for X", et en particulier le design en pensant à la production et à la réduction des coûts lors de la conception est la solution : pour réduire les dysfonctionnements qui peuvent apparaître pendant la vie du navire causés par des erreurs de conception, de réduire le temps total de conception et de raccourcir le cycle de la construction de navires, délargir le nombre dalternatives de conception évaluées au cours du processus de conception. Lauteur a développé quelques méthodes dévaluation des coûts et des techniques de mesure de la complexité destinées à être utilisés par les concepteurs de navire pour le contrôle en temps réel de la conception. Le résultat est que les actions correctives peuvent être prises par la direction dans un temps assez court pour améliorer réellement ou surmonter les prévisions de performance défavorables. Fondamentalement, ces méthodes offrent aux ingénieurs de conception des mesures quantifiables des coûts et de la complexité qui rend possible la prise de décisions rationnelles tout au long des étapes de conception. Les mesures proposées dans cette thèse sont basées sur plusieurs techniques telles que lanalyse à la décision, lanalyse de données, les réseaux de neurones ou encore la logique floue. Ce sont des faits objectifs, qui ne dépendent pas de linterprétation de linformation par lingénieur, mais plutôt dun modèle généré pour représenter le design du navire. Laspect de lobjectivité est essentiel pour lutilisation de la complexité et la mesure des coûts dans un système dautomatisation de la conception. Finalement, avec ces outils, les concepteurs obtiennent des mesures bien définies et non ambigües des paramètres de mesure de coûts, defficacité et de complexité des artefacts dingénierie. De telles mesures aident les concepteurs et les outils dautomatisation de la conception, à être objectifs et à comparer de manière quantitative les différentes alternatives lors de la conception, de lestimation des coûts, ainsi que de loptimisation. Dans cette thèse, ces paramètres ont été appliqués et validés avec succès et dans des conditions industrielles réelles sur la conception de navires à passagers. Las decisiones tomadas en la etapa inicial de un diseño determinan el 60% al 95% del total del costo de un producto. Por esta razón, es necesario considerar al mismo tiempo rendimiento, costo, producción y la complejidad en el proceso de la fase inicial del diseño. El principal obstáculo de este enfoque es la falta de práctica y fiabilidad de costos y de modelos de análisis de rendimiento, que puedan ser integrados en un proceso complejo de concepción utilizado en la industria de la construcción naval. Los modelos tradicionales y los métodos de análisis frecuentemente no tienen la sensibilidad necesaria para examinar todas las variables importantes que influyen en el rendimiento, costo, producción y la vida útil del buque. Nuestro reto es el que logrando de que ésta sensibilidad en la fase inicial de diseño casi siempre requiera de datos únicamente disponibles durante un análisis de diseño require detallado. Los métodos tradicionales de diseño no incluyen temprana y adecuadamente, la producción y la ingeniería del ciclo de vida para tener un impacto positivo en el diseño. Adoptando un enfoque integrado a lo largo del ciclo de vida de la nave usando la ingeniería concurrente y herramientas de análisis se pueden mejorar estas debilidades del proceso tradicional de diseño. Se requiere innovación en el diseño estructural y la evaluación de los costos. La utilización del concepto diseño para X, y en particular el diseño pensando en la producción y en la reducción de costos durante la concepción es la solución: para reducir errores durante la vida útil de los buques causados en la concepción del mismo, para reducir el tiempo total de diseño y acortando el ciclo constructivo del buque, para ampliar el número de alternativas durante el proceso de diseño. El autor ha desarrollado algunos métodos de evaluación de costos y de técnicas de medida de la complejidad destinadas a ser utilizadas por los diseñadores de barcos para el control en tiempo real del proceso de costos. El resultado es que las acciones correctivas pueden ser adoptadas por la dirección en un tiempo suficientemente corto para realmente mejorar o superar el rendimiento desfavorable proyectado. Fundamentalmente, estos métodos ofrecerán a los ingenieros diseñadores con medidas objetivas y cuantificables de costos y complejidad haciendo posible tomar decisiones racionales a lo largo de todas las etapas de diseño. Las medidas propuestas en esta tesis doctoral se basan en varias técnicas tales como análisis de decisión, análisis de datos, redes neuronales y lógica difusa. Son objetivos hechos, que no dependen de la interpretación que el ingeniero realice sobre la información, sino más bien en un modelo generado para representar el diseño de los buques. El aspecto de la objetividad es esencial cuando se usa las medidas de complejidad y costos en un sistema de automatización del diseño. Finalmente con estas herramientas, los diseñadores podrían obtener medidas bien definidas y no parámetros de medición ambiguos de costos, de eficacidad y de complejidad en los artefactos de ingeniería. Estas medidas ayudan a los diseñadores y a las herramientas automatizadas de diseño, a ser objetivos y a comparar de manera cuantitativa las diferentes alternativas de solución del diseño, estimación de costos, así como también la optimización del diseño. En este doctorado, estos parámetros han sido aplicados y validados con éxito sobre el diseño de buques de pasajeros en condiciones industriales reales. In der Anfangsphase einer Produktentwicklung getroffene Entscheidungen definieren 60% bis 90% der Gesamtkosten eines Produktes. Daher ist es absolut notwendig Performance, Kosten, Produktion, Designkomplexität in der Entstehungsphase eines Produktes zu betrachten. Das Haupthindernis hierbei ist das Fehlen von praktikablen und zuverlässigen Kosten- und Performancemodellen, welche sich in den komplexen Designprozess wie in der Schiffbauindustrie integrieren lassen. Konventionelle Modelle und Analysemethoden berücksichtigen oft nicht all die wichtigen Performance-, kosten-, produktion-, und Lebenszyklus-relevanten Variablen. Unsere Herausforderung, dass das Erreichen dieser Sensibilität in der Anfangsphase der Produktentwicklung, benötigt fast immer Daten, die erst in der Phase der Detailkonstruktion zur Verfügung stehen. Die konventionelle Entwurfsmethoden berücksichtigen nicht angemessen und früh genug die Produktion und das Lebenszyklen-Engineering, welche eine positive Auswirkung auf das Design haben. Ein integrierter Ansatz entlang des Lebenszyklus eines Schiffes und das Praktizieren von Concurrent Engineering können die Schwäche des konventionellen Entwurfsprozesses beseitigen. Innovation ist notwendig im Strukturentwurf und in der Kostenanalyse. Die Anwendung von Design for X und besonders Design for Production and Cost Scheme während der Entwurfsphase ist die Lösung: Um die Fehlerquote verursacht durch Missverständnisse und die Entwurfs- und Produktionszeit zu reduzieren, sowie um eine höhere Anzahl von Entwurfsvarianten zu ermöglichen. Der Autor hat einige Analysemethoden für Kosteneffektivität und Komplexitätsmaßnahmen für die Anwendung durch Schiffsentwerfer für die Echtzeit-Steuerung von Kostenprozess entwickelt. Das Ergebnis ist, dass das Management korrigierende Maßnahmen in kurzer Zeit treffen kann, um eine ungünstige Performance zu verbessern bzw. zu vermeiden. Im Grunde beschaffen diese Methoden den Entwurfsingenieuren mit objektiven und quantifizierten Kosten- und Komplexitätsmaßnahmen. Dies vereinfacht das Treffen von vernünftigen Entwurfsentscheidungen über die gesamte Entstehungsphase eines Schiffes. Die in dieser Arbeit vorgestellten Maßnahmen basieren auf Techniken wie die Entscheidungsanalyse, das Data-Mining, neurale Netze und die Fuzzy-Logik. Es sind objektive Fakten, welche nicht von der Interpretation des Ingenieurs abhängen, sondern von einem generierten Model, um den Schiffsentwurf darzustellen. Der objektive Aspekt ist essenziell bei der Anwendung von Komplexitäts- und Kostenmaßnahmen in einem automatisierten Entwurfssystem. Mit diesen Werkzeugen sollte der Entwerfer gut-definierte und eindeutige Werte für Maßnahmen von unterschiedlicher Natur von Kosteneffektivität und -komplexität erhalten. Diese Werte helfen dem Entwerfer und automatisierten Entwurfssystemen, objektive zu sein. Ferner, ermöglichen diese Werte quantitative Vergleiche von Entwurfsvarianten, Kostenabschätzung und Entwurfsoptimierung. Diese Werte wurden im Rahmen eines Studienfalles mit realen Voraussetzungen (Entwurf von Passagierschiffen) erfolgreich angewendet und validiert.

The aim of the study was to evaluate whether home health care is a better choice of care from an economic and quality of care perspective than conventional care for people over 65. To answer this, the costs for the two care models were estimated using parametric cost estimation. The quality of care and the cost were evaluated with the "Fuzzy Analytic Hierarchy Process" to determine which of the care models was the best fit. The cost estimate showed that conventional care is cheaper than home care. However, a sensitivity analysis shows that a minimal efficiency in the number of home visits per patient is sufficient for home health care to become the most advantageous alternative from an economic point of view. In addition, a sensitivity analysis also shows that home health care is preferable in five cases out of six, when the weights obtained from the "Fuzzy Analytic Hierarchy Process" are varied. In this preference system, both the cost and the characteristics that make up quality of care are weighted to be summed up to a comprehensive list of priorities of the two care options. Main process maps of the two care models were made to help find significant cost parameters for the two care models. The preparation of the main process maps was done by studying similar process maps to compile two complete overall process maps. However, no significant cost parameters were found when studying the process maps, but they are still included in the study to show the reader an overall difference between the two models. The study shows that home health care is usually more expensive than on-site care, but that home health care is, from a quality point of view, preferable to conventional care. / Studiens mål var att utvärdera om hemsjukvård är ett bättre vårdval ur ekonomisk- och vårdkvalitets synpunkt än konventionell vård för personer över 65. För att besvara detta uppskattades kostnaderna för de båda vårdmodellerna med hjälp av parametrisk kostnadsuppskattning. Vårdkvaliteten samt kostnaden utvärderades med ”Fuzzy Analytic Hierarchy Process” för att avgöra vilken av vårdmodellerna som lämpade sig bäst. Kostnadsestimeringen visade på att konventionell vård är billigare än hemsjukvård. Dock påvisar en känslighetsanalys på att en minimal effektivisering för antalet hembesök per patient är tillräckligt för att hemsjukvården ska övergå till att vara det mest fördelaktiga alternativet ur ekonomisk synpunkt. Utöver detta visar en känslighetsanalys dessutom på att hemsjukvård är att preferera i fem fall utav sex, när de framtagna vikterna från ”Fuzzy Analytic Hierarchy Process” varieras. I detta preferenssystem viktas både kostnaden samt egenskaperna som utgör vårdkvalitet för att summeras till en övergripande allomfattande prioriteringslista av de båda vårdalternativen.  Huvudprocesskartor över de båda vårdmodellerna framställdes för att hitta betydliga kostnadsparametrar för de båda vårdmodellerna. Framställningen av huvudprocesskartorna utfördes genom att studera likande processkartor för att sammanställa två fullständiga övergripande processkartor. Dock hittades inga betydliga kostnadsparametrar när processkartorna studerades, men finns ändå med i studien för att visa läsaren en övergriplig skillnad mellan de två modellerna. Studien visar på att hemsjukvård vanligtvis är dyrare än vård på plats, men att hemsjukvård ur kvalitetssynpunkt är att föredra framför konventionell vård.

The aim of the EU BIOMOre Project is to investigate the potential to extract copper from Sandstone formations in the North-Sudetic Trough which lies along the border between Poland and Germany. A new mining concept called bioleaching shall be applied in thin and very low permeable copper mineralization zones (order of 0.2 mD). Briefly, bioleaching process is the injection of a lixiviant (sulphur acid containing ferric iron) and then extraction of a pregnant leach solution through boreholes at the ground surface. This concept requires another special technique which is called hydraulic stimulation. Cracks along a wellbore are generated by pumping large quantity of fluid under high pressure into a cased section of rock during a hydraulic stimulation. This work at hand focuses on the geotechnical methods and scientific-engineering approaches used for extracting copper from very thin mineralization zones. The geological setting with faults and in situ stress state of the exploration zone is generated using measurements, visualised by 3D CAD model (RHINO), and computed via the Discrete Element code 3DEC. The preliminary drilling (stacked dual lateral wellbore) and stimulation design (plug-and-perf completion) are selected based on comprehensive literature survey and industry-based consultancy. In order to calibrate the calculated stress state in 3D, candidate sites for the hypothetical drilling-stimulation are detected using 2D GIS map (QGIS) at CAD model (RHINO). Trend of calculated stresses is in good agreement with the measured ones (σH > σv > σh). The final decision of selecting a drilling-stimulation site is made by using both GIS map and 3D CAD model. A hypothetical drilling-stimulation can be performed up to the depth of 1564 m in the Rotliegend & Grauliegend Sandstone with shale, which is overlain by (Zechstein) Limestone. During a possible stimulation, limestone’s integrity as a caprock and as a stress barrier is of great importance in addition to connect two lateral wellbores for facilitating flow of lixiviant. The preliminary geometrical design of stimulation is set with the cluster spacing (distance between fractures) of 20 m. Subsequent to final cost estimation of selected preliminary drilling-stimulation design, it is decided to use pinpoint (1,200,000 Euro) instead of plug-and-perf completion (2,345,300 Euro) since it is more economical. A possible drilling operation is anticipated to cost approximately 9,000,000 Euro. The 3D in situ stress model is calibrated before transferring of stress state into the sub-model which is used to optimise the selected stimulation design. The results of the last (DEM) sub-model are employed to reduce costs, to enhance the connection between branches of wellbores for bioleaching and to hinder possible penetration of fractures into the caprock. The preliminary geometrical design of stimulation is then modified based on these calculation results while increasing the cluster spacing from 20 m to 40 m. This is performed due to high stress-shadows (alteration of the stresses between fractures in a stimulation) encountered at the preliminary calculations. Results showed that, after the 80 seconds injection duration of water with 0.16 m3/sec into the sandstone, two wellbore laterals are expected to be connected by three generated cracks. They exhibit average aperture and transmissivity of 4.1 mm and 5.8 . 10-8 m2/sec, respectively. Furthermore, fracture initiation pressure ranges between 30 – 35 MPa at the drilling depth. The conclusions can be drawn that through the assessment of 3D CAD, GIS, and numerical DEM modelling methods, approximately 49% of cost reduction can be achieved by employing pinpoint instead of plug-and-perf completion. That is an important proof of the systematically approach for a stimulation planning wherein all necessary phases such as in situ stress estimation, modelling and cost assessment should have been considered. This work can be considered as a milestone for studies of stimulation designs which has been newly initiated in the EU-Region as a promising method for efficiency considering unconventional ore extraction. Moreover, this dissertation revealed again the emerging importance of integrated geotechnical information systems analogous to BIM (Building Information Systems).:LIST OF FIGURES LIST OF TABLES NOMENCLATURE ABSTRACT ZUSAMMENFASSUNG ACKNOWLEDGEMENTS 1. OUTLINE AND OBJECTIVE OF THE DISSERTATION 2. STATE OF THE ART 2.1. INTRODUCTION TO STIMULATION TECHNOLOGIES, EQUIPMENT AND DESIGNS 2.1.1. Technical instruments and frac-materials 2.1.2. Wellbore completion designs 2.1.3. Location and orientation of a wellbore 2.1.4. Fracture placement designs 2.1.5. Summary and conclusions 2.2. MEASUREMENT AND MODELLING OF UNDERGROUND STRESS FIELD 3. DETERMINATION AND MODELLING OF IN SITU STRESS FIELD IN THE NORTH SUDETIC TROUGH 3.1. GEOLOGICAL SETTING OF THE MODELLED REGION 3.2. SIMULATION OF THE IN SITU STRESS FIELD 3.2.1. Determination of the stress regime by measurements 3.2.2. Stepwise procedure of the stress field modelling 3D CAD assisted structural model of geological setting 3D DEM model for stress field simulations 2D GIS maps used for detection of drilling-stimulation sites 4. DRILLING AND WELLBORE DESIGN CALCULATIONS WITH COST ESTIMATION 4.1. DESIGN CALCULATIONS AND TECHNICAL REQUIREMENTS OF DRILLING AND WELLBORE 4.2. ECONOMICAL EVALUATION OF THE SELECTED DRILLING AND WELLBORE DESIGN 5. MODELLING OF THE HYDRAULIC STIMULATION AT THE SELECTED DRILLING SITE IN SANDSTONE 5.1. FINAL CALIBRATION OF THE 3D STRESS FIELD MODELS 5.2. DISCRETE ELEMENT MODELLING OF THE STIMULATION DESIGN AT THE SELECTED DRILLING SITE 5.3. DESIGN OPTIMIZATION STUDY OF THE STIMULATION MODEL AND FINAL COST ESTIMATION 6. SUMMARY AND CONCLUSIONS REFERENCES APPENDIX-A APPENDIX-B APPENDIX-C

This diploma thesis deals with the preparation of the implementation of multifunctional buildings in Bratislava. These are three detached multi-storey apartment buildings connected by a joint basement. The diploma thesis includes a technical report to the construction technological project, a study of the implementation of main technological phases, solving of broader relations of transport routes with the design of supply routes, a time schedule and a financial plan of the object, a detailed time plan for the rough substructure and rough superstructure, a building site equipment project, a machine assembly design and its assessment, a technological regulation for monolithic structures, a control plan and test plan for monolithic structures, a specification of the time period of the removal of the formwork of monolithic structures, an occupational safety and health plan and selected points of the LEED certification. The thesis also includes a plan for securing resources for the rough structure with added schedules of workers, machines and building materials, a cost estimation budget of selected technological processes, a noise study, and a financial analysis of the expected investment profit.

Produced water is the largest waste product by volume in the oil industry and its treatment in onshore or offshore fields poses bigger and different challenges than what water engineers are used to encounter. Process to achieve reuse quality of this water is very expensive with many technical hurdles to overcome making the optimization of the treatment steps necessary. Electrocoagulation (EC) generates coagulants in-situ responsible for destabilizing oil droplets, suspended particles, and common pollutant in produced water. Furthermore, EC is a very efficient technology compared with traditional primary treatments used in the oil & gas industry and has several advantages such as: no hazardous chemical handling (which diminishes the risk of accident and logistic costs), high efficiency potential concerning boron removal, potential small footprint and less sludge generation. In this research, the treatment of produced water using EC was investigated in a practical manner for the oilfield to aim for a cleaner effluent for further processing and help to achieve a reuse quality. For this, an EC cell was designed using different parameters normally used in the literature to fit this scenario. After preliminary tests, the treatment time was set to 3 seconds. Response surface method (RSM) was employed to optimize the operating conditions for TOC removal on a broad quality of synthetic produced water while varying: salinity, initial oil concentration and initial pH. TOC was chosen to be the main response because of its importance in legislation and sensibility on the method. Furthermore, turbidity removal, change of pH value after EC in water with lack of buffer capacity, aluminum concentration and preliminary tests involving boron removal and influence of hydrogen carbonate were also studied. Real produced water was treated with EC to assess the optimum conditions obtained by the RSM showing the results were closely related. Finally, an estimation of volume required and operating cost for EC in the different types of produced water was made to assess how realistic it is for onshore and offshore applications.:ERKLÄRUNG DES PROMOVENDEN I ACKNOLEDGEMENT III ABSTRACT V TABLE OF CONTENT VII LIST OF FIGURES IX LIST OF TABLES X LIST OF EQUATIONS XII ABBREVIATIONS XIV 1. INTRODUCTION 1 2. PRODUCED WATER 6 2.1 Characterization of Oilfield Produced Water 6 2.2 Produced Water Management 10 2.2.1 Discharge and Regulations 10 2.2.2 Efforts on Reuse 11 2.2.3 Cost 14 3. PRODUCED WATER TREATMENT 17 3.1 Most Common Primary Treatment 17 3.1.1 Hydrocyclones 17 3.1.2 Flotation unit 18 3.2 Further Water Treatment Technologies 19 3.2.1 Membrane Process 19 3.2.1.1 Microfiltration 19 3.2.1.2 Ultrafiltration 21 3.2.1.3 Nanofiltration 23 3.2.1.4 Reverse Osmosis 24 3.2.1.5 Forward osmosis 24 3.2.2 Electrodialysis 25 3.2.3 Biological treatment 28 3.2.3.1 Aerobic and anaerobic process 28 3.2.3.2 Combining membrane and bio-reactor 29 3.2.4 Oxidative process 30 3.2.4.1 Oxidation process 30 3.2.4.2 Anodic oxidation 32 3.2.5 Thermal technology 34 3.2.5.1 Evaporation 34 3.2.5.2 Eutectic freeze crystallization 35 3.2.6 Adsorption and ion-exchange 36 3.3 Electrocoagulation 39 3.3.1 Colloidal Stability Theory 39 3.3.2 Theory of Electrocoagulation 40 3.3.3 Mechanism of Abatement of Impurities 44 3.3.4 Operational parameters and efficiency 49 4. MATERIALS AND METHODS 51 4.1 Analytical Techniques and Synthetic Solutions 51 4.1.1 Analytical Techniques 51 4.1.2 Synthetic Produced Water 51 4.2 Design of Experiment and Models 54 4.3 Experimental Protocol for EC 56 4 .4 Development of the new Electrocoagulation cell 57 4.5 Real Produced water 58 5. RESULTS AND DISCUSSION 59 5.1 Designing EC Cell Process 59 5.1.1 Computational Fluid Dynamics for EC manufacturing 59 5.2 Preliminary Experiments 61 5.2.1 TOC Removal and Residence Time Determination 61 5.2.2 Aluminum Concentration 64 5.3 Models Quality and Range of Validity 66 5.3.1 TOC Removal 66 5.3.2 Turbidity Removal 69 5.3.3 Final pH value 71 5.3.4 Ionic Strength and Interpolation for Different Salinities 73 5.3.5 Partial Conclusions 76 5.4 Evolution of the Final pH Value 78 5.5 Operation Region for Effective Treatment of Produced Water with EC 80 5.5.1 Produced Water with Low Salinity 80 Organic Compounds Removal 80 Turbidity Removal 83 5.5.2 Produced Water with Medium Salinity 84 Organic Compounds Removal 84 Turbidity Removal 86 5.5.3 Produced Water with High Salinity 87 Organic Compounds Removal 87 5.6 Influence of Hydrogen Carbonate 90 5.7 Real Produced water 91 5.8 Boron Removal 93 5.9 Estimation of the Size for EC in Full scale 94 5.10 Produced Water with Very Low Salinity and EC 95 5.11 Estimation of Operation Cost 96 6. CONCLUSION AND RECOMMENDATIONS 98 6.1 Conclusion 98 6.2 Recommendations for Future Work 101 Scale up on EC for upstream 101 Further processing and reuse 101 Online optimization for EC 101 Recommendations for any research related to upstream produced water 101 BIBLIOGRAPHY 102 APPENDIX A 117 APPENDIX B 120

Das Software Product Line Engineering (SPLE) ist ein ganzheitlicher Ansatz zur Entwicklung und Vermarktung von Software-Produktlinien auf Basis von Software-Systemfamilien. Eine in frühen Phasen des SPLE durchzuführende Aktivität ist das Scoping, bei dem die zu realisierenden Produkte mit den zwischen ihnen bestehenden Wiederverwendungspotentialen identifiziert werden. Bei der Durchführung des Scopings steht der Produkt-Manager vor dem Problem einen Ausgleich zwischen den Bedürfnissen der Kunden und dem Aufwand der Entwicklung zu finden. Durch die bestehenden Wiederverwendungspotentiale bei Software-Systemfamilien wird die Entscheidung zusätzlich erschwert. Aufgrund der bestehenden Komplexität der Entscheidung, wird in Literatur und Praxis eine Unterstützung in Form einer statistisch-mathematischen Optimierung gefordert. Dieser Forderung nimmt sich die vorliegende Arbeit an. In ihr werden mit der Konstruktion eines Modells gewinnbeeinflussender Faktoren, einer Methode zur wertbasierten Portfolio-Optimierung und eines Prototyps zur Unterstützung der wertbasierten Portfolio-Optimierung und der anschließenden Evaluation dieser Artefakte zwei Fragen adressiert. Erstens wird geprüft, ob die Optimierung von Produkt-Portfolios bei Software-Produktlinien mit statistisch-mathematischen Verfahren unterstützt werden kann. Zweitens wird geprüft, ob die statistisch-mathematische Optimierung von Produkt-Portfolios eine akzeptierte Unterstützung von Software-Anbietern sein kann. Die Arbeit ordnet sich mit ihren Fragen in die Forschung zum Produkt-Management bei Software-Produktlinien ein und trägt die vorgenannten Artefakte bei.

Das Software Product Line Engineering (SPLE) ist ein ganzheitlicher Ansatz zur Entwicklung und Vermarktung von Software-Produktlinien auf Basis von Software-Systemfamilien. Eine in frühen Phasen des SPLE durchzuführende Aktivität ist das Scoping, bei dem die zu realisierenden Produkte mit den zwischen ihnen bestehenden Wiederverwendungspotentialen identifiziert werden. Bei der Durchführung des Scopings steht der Produkt-Manager vor dem Problem einen Ausgleich zwischen den Bedürfnissen der Kunden und dem Aufwand der Entwicklung zu finden. Durch die bestehenden Wiederverwendungspotentiale bei Software-Systemfamilien wird die Entscheidung zusätzlich erschwert. Aufgrund der bestehenden Komplexität der Entscheidung, wird in Literatur und Praxis eine Unterstützung in Form einer statistisch-mathematischen Optimierung gefordert. Dieser Forderung nimmt sich die vorliegende Arbeit an. In ihr werden mit der Konstruktion eines Modells gewinnbeeinflussender Faktoren, einer Methode zur wertbasierten Portfolio-Optimierung und eines Prototyps zur Unterstützung der wertbasierten Portfolio-Optimierung und der anschließenden Evaluation dieser Artefakte zwei Fragen adressiert. Erstens wird geprüft, ob die Optimierung von Produkt-Portfolios bei Software-Produktlinien mit statistisch-mathematischen Verfahren unterstützt werden kann. Zweitens wird geprüft, ob die statistisch-mathematische Optimierung von Produkt-Portfolios eine akzeptierte Unterstützung von Software-Anbietern sein kann. Die Arbeit ordnet sich mit ihren Fragen in die Forschung zum Produkt-Management bei Software-Produktlinien ein und trägt die vorgenannten Artefakte bei.:Abbildungsverzeichnis ix Tabellenverzeichnis xi Abkürzungsverzeichnis xii Symbolverzeichnis xiv 1 Einleitung 1 1.1 Stand der Forschung 3 1.2 Forschungsbedarf 5 1.3 Forschungskonzept 7 1.4 Verwendete Methoden und Notationen 9 1.4.1 Method Engineering 10 1.4.2 Software & Systems Process Engineering Meta-Model 12 1.4.3 Merkmaldiagramme 14 1.5 Aufbau der Arbeit 16 I Modell 17 2 Software-Ökonomie 18 2.1 Unternehmen und ihre Produkte 20 2.1.1 Eigenschaften von Software-Produkten 23 2.1.2 Vom Software-System zum Geschäftsmodell 24 2.1.3 Kosten 28 2.1.4 Erlös 31 2.2 Kunden 35 2.2.1 Nutzen und Wertvorstellung 35 2.2.2 Zahlungsbereitschaft 35 2.2.3 Kundenmodell 37 2.3 Konkurrenz und Markt 38 2.3.1 Konkurrenzmodell 38 2.3.2 Ökonomische Besonderheiten von Software-Produkten 39 2.3.3 Struktur von Software-Märkten 40 2.4 Preis 41 2.4.1 Preisbeeinflussende Faktoren 42 2.4.2 Verfahren der Preisbildung 42 2.4.3 Preismodell 44 2.5 Produkt- und Preisdifferenzierung 44 2.5.1 Typen der Preisdifferenzierung 46 2.5.2 Preisdifferenzierung mit Selbstselektion 47 2.5.3 Gewinnoptimalität 48 2.6 Zusammenfassung 49 3 Software-Produktlinien 50 3.1 Prozesse des Software Product Line Engineerings 53 3.1.1 Domain Engineering 54 3.1.2 Anwendungsentwicklung 56 3.1.3 Management 57 3.1.4 Scoping 58 3.2 Methoden des Software Product Line Engineerings 60 3.3 Szenarios des Einsatzes von Software-Systemfamilien 62 3.4 Angereicherte Software-Produktlinien 64 3.5 Kostenmodell bei Software-Systemfamilien 65 3.6 Modell gewinnbeeinflussender Faktoren 68 3.6.1 Interne Einflüsse 68 3.6.2 Externe Einflüsse 70 3.7 Zusammenfassung 71 I I Vorgehen 72 4 Methode zur wertbasierten Portfolio-Optimierung 73 4.1 Die Methode im Überblick 74 4.2 Kundenanalyse 76 4.2.1 Techniken 77 4.2.2 Einsatz 83 4.2.3 Zusammenfassung 88 4.3 Kostenanalyse 89 4.3.1 Techniken 91 4.3.2 Einsatz 94 4.3.3 Zusammenfassung 97 4.4 Konkurrenzanalyse 98 4.5 Optimierung und weitere Schritte 100 4.6 Zusammenfassung 101 5 Merkmalbasierte Generierung adaptiver Conjoint-Studien 102 5.1 Meta-Modelle 103 5.1.1 Merkmalmodelle 103 5.1.2 ACA-PE-Konfigurationen 105 5.2 Abbildung von Merkmalmodellen auf ACA-PE 106 5.2.1 Erste Überlegungen 106 5.2.2 Stufen 107 5.3 Illustrierendes Beispiel 111 5.4 Zusammenfassung 113 6 Wertbasierte Portfolio-Optimierung 114 6.1 Technische Vorbemerkungen 115 6.2 Verwandte Arbeiten 117 6.2.1 Analytische Arbeiten 117 6.2.2 Praktische Arbeiten 118 6.2.3 Besondere Ansätze 121 6.2.4 Schlussfolgerung 122 6.3 Entwurfsproblem bei Software-Produkt-Portfolios 123 6.3.1 Notationsmittel 123 6.3.2 Mathematisches Programm 125 6.4 Lösungsprozedur 126 6.4.1 Finden des optimalen Software-Produkt-Portfolios 127 6.4.2 Identifikation wichtiger Systeme 129 6.5 Illustrierendes Beispiel 129 6.6 Erweiterung 132 6.7 Zusammenfassung 133 I I I Umsetzung 134 7 Software-Prototyp zur wertbasierten Portfolio-Optimierung 135 7.1 Anforderungen 136 7.1.1 Funktional 136 7.1.2 Nicht-funktional 140 7.2 Technologiestudie 140 7.3 Entwurf 143 7.4 Implementierung 146 7.4.1 Spezifikationseditor 146 7.4.2 ACA-PE-Editor 151 7.4.3 Anwendungskern 152 7.5 Test 157 7.6 Zusammenfassung 157 8 Evaluation 158 8.1 Demonstration 158 8.2 Ergebnisgüte und Skalierbarkeit 162 8.2.1 Theoretisches Testdaten-Modell 163 8.2.2 Testtreiber und Testdatengenerator 166 8.2.3 Auswertung 167 8.3 Akzeptanz 174 8.3.1 Untersuchungsdesign 174 8.3.2 Auswertung 175 8.4 Zusammenfassung 176 9 Zusammenfassung und Ausblick 177 IV Anhang 181 Glossar 182 Literaturverzeichnis 184 A Befragungen 206 A.1 Befragung zur praktischen Relevanz der Portfolio-Optimierung 206 A.2 Experteninterview zur Akzeptanz 208 B Herleitungen 214 B.1 Struktur von Software-Märkten 214 B.2 Gewinnoptimalität der Preisdifferenzierung mit Selbstselektion 219 B.3 Preis-Subproblem für den Simplex-Algorithmus 227 B.4 Beispiel analytisch bestimmter Testdaten 228 C Modelle und Ausgaben des Prototyps 229 Wissenschaftlicher und persönlicher Werdegang 232 Selbstständigkeitserklärung 233

Diploma thesis deals with construction-technological project of prefabricated steel hall. I put emphasis on technological process of foundation structures. The time schedule of all processes, the cost estimation budget, the inspection and testing plan and the machine set designing are also contained. The building site equipment for excavation and rough superstructure and the coordination plan drawing with transportation roads is designed.