Economics of Standards Economics of Standards Tim Weitzel Johann Wolfgang Goethe-Universität Institut für Wirtschaftsinformatik Mertonstraße 17, D Frankfurt am Main Telefon: Telefax: Institut für Wirtschaftsinformatik J. W. Goethe-Universität

Forschungsschwerpunkt VernetzungStandardisierungsframeworkEinige Ergebnisse und Anwendungen

Forschungsschwerpunkt VernetzungStandardisierungsframeworkEinige Ergebnisse und Anwendungen

Vernetzungs-IWI Vernetzung als Wettbewerbsfaktor ( ) SFB 403 Vernetzung als Wettbewerbsfaktor ( ) „Auswahl und Gestaltung von Standards“  Standardisierungs- und Diffusionsmodelle  Interdisziplinäre Integration  Empirische Arbeiten  Fortune  KMU  Cases ( Dt. Bank, 3Com, Siemens, Lufthansa, Karstadt, SAP, Deutsche Börse, Mannesmann VDO, Woolworth, Balzers&Leybold, Bilfinger&Berger, Bosch Telecom, Deutscher Fachverlag, Heraeus, LH Cargo, Lurgi )  Anwendungen: XML/EDI, WebEDI, X.500 IT-Standards und Vernetzung

Stand der Forschung Netzeffekte: Positiver Zusammenhang zwischen Wert eines Gutes und Menge seiner Nutzer [Kindleberger 1983, Arthur 1989, Katz/Shapiro 1985, Farrell/Saloner ] Koordinationsprobleme technolog. Unterversorgung (Attentismusproblem) [Kindleberger 1983, Dybvig/Spatt 1983] technolog. Überversorgung (intertemp. Strategien) [Katz/Shapiro 1986] free-riding [Kindleberger 1983] „tippiness“ [Besen/Farrell 1994] „lock-in“ (multiple GG) [Arthur 1989] Pinguine und Lemminge Diskrepanz zw. privatem und sozialem Nutzen der Netzteilnahme bei Existenz von Netzeffekten  pareto-inferiore Marktergebnisse

Eigene Vorarbeiten Traditionelle Netzeffekttheorie(n):  gute Einblicke in grundsätzliche Probleme  häufig sehr "eingängig" Aber beschränkte Erklärungs- und Gestaltungskraft (Modellbias):  Gibt es NUR Monopole?  Gibt es NIE dezentrale Koordination?  Spielt die Individualität der Agenten KEINE Rolle?  Gibt es KEINE Lösungsdesigns für Systeme unter Netzeffekten?  Welchen Einfluss hat Informationsstand auf Verhalten der Agenten?  Steigen Netzeffekte unendlich und homogen?  Welche Märkten versagen wirklich?  Steigen Netzeffekte unabhängig von den jeweiligen Netzpartnern?  Gibt es Kosten in der Netzgröße?  Gibt es Unterschiede zwischen der Wirkung direkter und indirekter Netzeffekte?

Forschungsschwerpunkt Vernetzung IT-Standards und Vernetzung  Entwicklung u. Evaluierung v. Kooperationsdesigns bei Auf- und Ausbau IuK-gestützter Kommunikationsinfrastrukturen bei Netzeffekten  Entwicklung u. Evaluierung v. Kooperationsdesigns bei Auf- und Ausbau IuK-gestützter Kommunikationsinfrastrukturen bei Netzeffekten, Anwendung für realwirtschaftliche Entscheidungsprobleme, KMU  Erklärung und Prognose von Diffusionsphänomenen (Durchsetzung neuer Technologien) unter Berücksichtigung der Spezifika moderner vernetzter Märkte  Analyse technologischer Ansätze sowie der Kooperationsstrategien großer Standardisierungsorganisationen und Unternehmen der IT- Branche  Entwicklung von Methoden zur empirischen Erhebung realer Geschäftsnetzwerke  Zusammenführung dieser Arbeiten zu einem Beitrag zu einer allgemeinen Theorie der Netzeffekte.

Ziele Abbildung des Standardisierungsverhaltens  Vorsichtige Berücksichtigung (Isolierung) des "Modellbias"  Anwendbarkeit auf betriebliche Problemstellungen  Erste Berücksichtigung (einiger) Kritikpunkte an klass. Modellen  Direkte Netzeffekte  Individuelle Entscheidungssituation/Einbettung  Individuelle Netzeffekte  Normative Vergleichslösung  Heuristische Berücksichtigung der strategischen Unsicherheit der Akteure; Explikation der Informationsannahmen  Systemverhalten als evolutorischer Prozess

StandardisierungsframeworkEinige ErgebnisseForschungsschwerpunkt Vernetzung

Dezentrales Entscheidungskalkül Zentrale (benchmark) solution Standardisierungsmodell (Grundlagen)  Agent i (i  {1,...,n}) entscheidet über Nutzung des Standards q  Standardisierungskosten K iq vs. Standardisierungserlöse c ij

Vernetzte Systeme  Überschaubar bei statischen 2-Player-Spielen  Unterschiedl. GG bei dynamischen 2-Player-Spielen  Schwierig unter unvollst. Information bei n-Player-Spielern ;-)  Variablenzahl und Restriktionenzahl entwickeln sich polynomial in Abhängigkeit der Problemgröße n  Netzgröße: 35 Akteure (630 Variablen und 2415 Restriktionen)

2 Player, vollst., imperfekte Information Parameterkon stellation Dezentrales Ergebnis (statisch) Optimal aus Gesamt- sicht Pareto- effizient Kaldor-Hicks- Effizient c 12 >K 1 und c 21 >K 2 Nichtstandardisie rung nein Standardisierungja c 12 <K 1 und c 21 <K 2 Nichtstandardisie rung ja - c 12 K 2 K 1 +K 2 <c 12 +c 21 Nichtstandardisie rung nein ja - c 12 K 2 K 1 +K 2 >c 12 +c 21 Nichtstandardisie rung ja ja - c 12 K 2 K 1 +K 2 =c 12 +c 21 Nichtstandardisie rung ja ja - c 12 =K 1 und c 21 =K 2 Nichtstandardisie rung ja Standardisierungja

2 Player, vollst., perfekte Information Parameterkonstellat ion Ergebnis bei dezentraler Koordination (dynamisch) Optimal aus Gesamtsicht Pareto-effizient c 12 >K 1 und c 21 >K 2 Standardisierungja c 12 <K 1 und c 21 <K 2 Nicht- standardisierung ja c 12 K 2 wobei gilt K 1 +K 2 <c 12 +c 21 Nicht- standardisierung neinja c 12 K 2 wobei gilt K 1 +K 2 >c 12 +c 21 Nicht- standardisierung ja c 12 K 2 wobei gilt K 1 +K 2 =c 12 +c 21 Nicht- standardisierung ja c 12 =K 1 und c 21 =K 2 Nicht- standardisierung ja

Informationsmengen und Entscheidungsmodi Antizipatorisches Entscheidungsverhalten bei dynamischen n-player-games (unvollständige, perfekte Information)

Szenarios q Reihen folge T Häufig keit Heur. P V

Forschungsschwerpunkt VernetzungEinige ErgebnisseStandardisierungsframework

Pinguineffekt Ein Standard 4 Standards

Grundmodell, mehrperiodig

Individuelle Auswirkungen

Fehlentscheidungen  F(pos): Standardisierung, obwohl ex post negative Ersparnisse  F(neg): Keine Standardisierung, obwohl es sich ex post gelohnt hätte.  "Fehler" bzgl. (tatsächlicher) ex post Standardisierung  Fehler im Bereich zwischen B und C

Bedeutung der Netzstruktur  Struktur I: "Random": Zufällige Kantenauswahl (prob=V)  Struktur II: "Close": kürzesten V*100% aller Kanten erhalten streng positive Kommunikationskosten (auch c ij ~N(  (C),  (C)).  Beide Netzformen haben bei gleichem V annähernd die gleiche Zahl von Kanten  Bei Struktur I direktere Auswirkung der Standardisierungsentscheidung auf andere  Struktur II hat in deutlich größerem Bereich negative Enstcheidungsqualitäten  In Struktur II beginnt Standardisierung bei geringerer Vermaschung, i.d.R. Fehlentscheidungen, bei mehrperiodiger Betrachtung gibt es auch länger fehlentscheidungen  Struktur II in 10% der Fälle Teilstandardisierung (bei I nie)  (C) = 1000  (C) = 200  (K) =  (K) = 1000 n = 35T = 1V = var.B = 0,0Q = 1

Darstellung der Netzstrukturen I (links) II (rechts) für V={ 1,0; 0,8; 0,4; 0,1}

Auswirkungen der Netztopologie

Netztopologie und individuelle Fehler

Anteil teilweise standardisierter Netze

Das erweiterte Standardisierungsproblem

Standardisierungslücke (Q=4) Standardisierungslücke (Q=4) Die Standardisierungslücke 1 St. Q St.(simult., mehrfache E)

GG-Anpassungsprozesse

Häufigkeit der fünf Anpassungsprozesse

Bei Erhöhung der Heterogenität (Streuung) mehr Oligo- und weniger Monopole (z.B. durch Produktdifferenzierung werden Kosten-/Nutzendifferenzen größer)

Ergebnisse Mehrperiodige, simultane und revidierbare Entscheidungen  Dilemmata 1.Start-Up-Problem bei hohen Standardisierungskosten 2.Ineffizientes Oligopol bei niedrigen Standardisierungskosten (deutlicher Anstieg der Gesamtkosten trotz fallender K)  Standardisierungszeitpunkt, Erreichen des GG  Je später desto höher K  Häufige Wechsel bei niedrigen K

Anwendungen

SME and EDI The market-place problem has been here before: EDI  Many standards Many standards  Asymmetric distribution of costs and benefits (according to size)  Large enterprises focus on benefits, SMEs on costs of EDI Trends:  „Aggressively waiting“ by SMEs (business units etc. as well)  More Web, less partners ( 3Com, Karstadt, Woolworth  Fortune 1000) Empirical Data from the German office supply industry:  WebEDI more expensive for SME (DM 19,684 vs. 18,658 for avg. 920 orders/p.a., incl. vert. redistrib.)  Most SMEs don‘t have MMS or automizable processes and therefore no unexploited network gains  Some reallocation/redistribution unavoidable (Large companies‘ savings would have to accomodate for SMEs‘ expenses)

EDI diffusion in Europe and the US back

X.500 in a corporate extranet X.500 in a corporate extranet (6 banks/insurance) Asymmetric distribution of network gains (DM 25 million 1st year) All participants have significant internal (stand-alone) benefits Benefits grow stronger relative to size than costs Still, information intermediation sufficient for all players Standardization cost and benefit (DM) Number of employees standardization benefits standardization cost (centralized) employees tandardization cost (decentr.)

Different problems Sometimes subsidiary payments are necessary And sometimes information intermediation is sufficient Two steps: 1.WHO: Identify optimal set of partners 2.HOW: Develop mutual coordination design (coopetition) Simulation results:  Large enterprises standardize earlier Large enterprises standardize earlier  IF network wide standardization is desirable, „forcing“ SMEs to standardize is more efficient: Diffusion is not primarily dependent upon the structure of the installed base but rather of the rest of the network Diffusion is not primarily dependent upon the structure of the installed base but rather of the rest of the network If participants are not known ex ante, future integration costs are crucial, too (  underestimation of benefits)

Installed base effects First-best aggregate solution IB=30% IB=0% IB=20% IB=10% back

Technology and policy implications EDIFACT success (subsets) + WWW success (simple)  Protocols/Syntax (data format): Internet/XML (OO, e.g. xCBL 3)  Semantics: Decentralized (industry repositories etc.)  Pragmatics: ebXML (future process and semantic integration?) Identification and alignment of interests (coopetition)  industry consortia (W3C, OASIS) and their projects (ebXML) Don‘t fear monopolies too much (serial monopoly etc.)monopolies Consider  A market for regulation instead of regulation for markets (e.g. real options)  tax subsidies for SMEs and integration certification (e.g. supporting ebXML)

Correlation between size and time of standardization back Size

Market concentration Network simulations:  Single choice:  oligopolies (low concentration)  first mover can influence diffusion  Reversible choice:  efficient monopoly  stable oligopolies and „dynamic equilibria“ very rare  Sequential choice:  High concentration regardless of standardization costs  Individually desastrous oligopolies can occur at very low standardization costs  Monopolies more frequent with symmetric communication relations  Especially with low standardization costs, influence of installed base diminishes back

Sequentielle Entscheidung (GEe) vs. simultane (revidierbar (GEw) und einmalig) (GEe)