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Dr. Johannes Josef Schneider

Dr. Johannes Josef Schneider

Dr. Johannes Josef Schneider
ZHAW School of Engineering
Forschungsschwerpunkt Applied Complex Systems Science
Technikumstrasse 9
8400 Winterthur

+41 (0) 58 934 74 58
johannesjosef.schneider@zhaw.ch

Persönliches Profil

Tätigkeit an der ZHAW als

Wissenschaftlicher Mitarbeiter und Dozent

Arbeits- und Forschungsschwerpunkte, Spezialkenntnisse

Optimierung allgemein, Entwicklung und Anwendung innovativer Algorithmen, Simulationstechniken, Multi-Agenten-Systeme, Monte Carlo, Optimierung von Tourenplanungsproblemen mit Zeitfenstern, Optimierung von Produktionsproblemen, Optimierung der Personaleinsatzplanung und Raumplanung, Netzwerk-Optimierung, Portfolio-Optimierung, Optimierung von Problemen aus der Graphentheorie, Soziophysik, Ökonophysik, Artificial Life, High Performance Computing, Parallelisierung auf Rechnerclustern und Supercomputern

Aus- und Fortbildung

1992 Vordiplom in Physik (Nebenfach Chemie), Universität Regensburg, Note: Sehr gut
1993 Vordiplom in Mathematik (Nebenfach Physik), Universität Regensburg, Note: Gut
1995 Diplom in Physik (Nebenfach EDV/Elektronik), Universität Regensburg, Note: Mit Auszeichnung
1999 Promotion in Physik zum Dr. rer. nat., Universität Regensburg, Note: Summa cum Laude
2009 Habilitation in Theoretischer Physik, Titel: Privatdozent Dr. rer. nat. habil., Johannes Gutenberg-Universität Mainz (unbenotet)

Weiterbildungen:
1991-1999 EDV-Grundlagen- und Fortgeschrittenen-Zusatzausbildung, Universität Regensburg (unbenotet)
1999-2000 Rhetorik-Ausbildung, Universität Regensburg, Note: Sehr Gut

Beruflicher Werdegang

2009 nahm das Time Magazine einen von mir entwickelten Algorithmus zur Optimierung von Packproblemen in seine Liste der 50 wichtigsten Erfindungen des Jahres 2009 auf:
content.time.com/time/specials/packages/article/0,28804,1934027_1934003_1933983,00.html

2006 erschien bei Springer das von mir und Prof. Scott Kirkpatrick verfasste Kompendium "Stochastic Optimization" www.springer.com/de/book/9783540345596 .

Patent und mehrere Patentanmeldungen v.a. im Bereich von neuen Optimierungsverfahren,
mehrere Veröffentlichungen, über 100 Vorträge und Poster auf wissenschaftlichen Tagungen, Betreuung mehrerer studentischer Abschlussarbeiten, Industrieprojekte

Mitglied in Netzwerken

Projekte

Publikationen

Konferenzbeiträge, peer-reviewed Mündliche Konferenzbeiträge und Abstracts Publikationen vor Tätigkeit an der ZHAW

Bücher:
Johannes Josef Schneider und Scott Kirkpatrick,
Stochastic Optimization
(Springer, Berlin, Heidelberg, New York, 2006)
ISBN 3540345590
www.springer.com/de/book/9783540345596
Der Monograph hat einen Umfang von 568 Seiten und enthält 189 Abbildungen und 29 Tabellen.

Johannes J. Schneider und Christian Hirtreiter,
Abstract-Booklet zur Summer School "Socio-Econo-Physics" 2007 in Windberg, September 2007
ISBN 978-3-00-022948-0
Das Booklet hat einen Umfang von 53 Seiten.

Patente:
Gunter Dueck, Martin Mähler, Johannes Schneider, Gerhard Schrimpf und Hermann Stamm-Wilbrandt, Optimierung mit Zerstörung & Wiederaufbau, deutsches Patent DE19946607C2, publish date 10.5.2001, issue date 7.11.2002
www.patent-de.com/20021107/DE19946607C2.html

Gunter Dueck, Martin Mähler, Johannes Schneider, Gerhard Schrimpf und Hermann Stamm-Wilbrandt, Optimization with Ruin & Recreate, US-Patent US6418398, issue date 9.7.2002
patents.google.com/patent/US6418398B1/en

einige weitere Patent-Anmeldungen


Referierte Veröffentlichungen:
Der korrespondierende Autor ist bei Veröffentlichungen mit Koautoren mit einem Stern markiert.

Johannes Schneider*, Christine Froschhammer, Ingo Morgenstern, Thomas Husslein und Johannes Maria Singer, Searching for Backbones - An Efficient Parallel Algorithm for the Traveling Salesman Problem, Comp. Phys. Comm. 96, 173-188, 1996.
doi.org/10.1016/0010-4655(96)00062-8

Johannes Schneider*, Markus Dankesreiter, Werner Fettes, Ingo Morgenstern, Martin Schmid und Johannes Maria Singer, Search Space Smoothing for Combinatorial Optimization Problems, Physica A 243, 77-112, 1997.
doi.org/10.1016/S0378-4371(97)00207-0

Johannes Schneider*, Ingo Morgenstern und Johannes Maria Singer, Bouncing towards the optimum: Improving the results of Monte Carlo optimization algorithms, Phys. Rev. E 58, 5085-5095, 1998.
doi.org/10.1103/PhysRevE.58.5085

Gerhard Schrimpf*, Johannes Schneider, Hermann Stamm-Wilbrandt und Gunter Dueck, Record Breaking Optimization Results - Using the Ruin&Recreate Principle, J. Comp. Phys. 159, 139-171, 2000.
doi.org/10.1006/jcph.1999.6413
Abbildungen aus dem Paper wurden von der Zeitschrift für den Umschlag der Ausgabe verwendet.

Anja Ebersbach, Johannes Schneider*, Ingo Morgenstern und Rainer Hammwöhner, The influence of trucks on traffic flow: An investigation on the Nagel-Schreckenberg-Model, Int. J. Mod. Phys. C 11, 837-842, 2000.
doi.org/10.1142/S0129183100000717

Johannes Schneider*, Jürgen Britze, Anja Ebersbach, Ingo Morgenstern und Markus Puchta, Optimization of Production Planning Problems - A Case Study for Assembly Lines, Int. J. Mod. Phys. C 11, 949-972, 2000.
doi.org/10.1142/S012918310000081X

Johannes Bentner, Günter Bauer, Gustav M. Obermair, Ingo Morgenstern und Johannes Schneider*, Optimization of the time-dependent traveling salesman problem with Monte Carlo methods, Phys. Rev. E 64, 036701 (8 Seiten), 2001.
doi.org/10.1103/PhysRevE.64.036701

Johannes Schneider, Searching for Backbones - A High-Performance Parallel Algorithm for Solving Combinatorial Optimization Problems, Electronic Notes in Future Generation Computer Systems 1, 2001.

Anja Ebersbach, Johannes Schneider* und Ingo Morgenstern, Simulating traffic on german Highways based on the Nagel-Schreckenberg-Model, Int. J. Mod. Phys. C 12, 1081-1089, 2001.
doi.org/10.1142/S0129183101002334

Johannes Schneider, The time-dependent traveling salesman problem, Physica A 314, 151-155, 2002.
doi.org/10.1016/S0378-4371(02)01078-6

Johannes Schneider* und Anja Ebersbach, Anticipatory Drivers in the Nagel-Schreckenberg-Model, Int. J. Mod. Phys. C 13, 107-113, 2002.
doi.org/10.1142/S0129183102002985

Johannes Schneider, Searching for backbones - a high-performance parallel algorithm for solving combinatorial optimization problems, Future Generation Computer Systems 19, 121-131, 2003.
doi.org/10.1016/S0167-739X(02)00106-1

Da ich ab 15. Oktober 2002 an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz arbeitete und es dort einen weiteren Johannes Schneider bereits seit Jahren gab, der ebenso wie ich die Habilitation anstrebte, wurde ich von der dortigen Verwaltung gebeten, zur besseren Unterscheidung von nun auch meinen mittleren Vornamen Josef bzw. das Kürzel J. zusätzlich bei Veröffentlichungen zu verwenden.

Anja Ebersbach und Johannes J. Schneider*, Two-Lane Traffic with Places of Obstruction to Traffic, Int. J. Mod. Phys. C 15, 535-544, 2004.
doi.org/10.1142/S0129183104006005

Johannes J. Schneider, The influence of contrarians and opportunists on the stability of a democracy in the Sznajd model, Int. J. Mod. Phys. C 15, 659-674, 2004.
doi.org/10.1142/S012918310400611X

Scott Kirkpatrick und Johannes J. Schneider*, How smart does an agent need to be?, Int. J. Mod. Phys. C 16, 139-155, 2005.
doi.org/10.1142/S012918310500698X

Johannes J. Schneider* und Christian Hirtreiter, Scaling laws for the lifetimes of governments in the Sznajd democracy, Int. J. Mod. Phys. C 16, 157-165, 2005.
doi.org/10.1142/S0129183105006991

Matan Ninio und Johannes J. Schneider*, Weight Annealing, Physica A 349, 649-666, 2005.
doi.org/10.1016/J.PHYSA.2004.10.022

Johannes J. Schneider* und Christian Hirtreiter, The democracy-ochlocracy-dictatorship transition in the Sznajd model and in the Ising model, Physica A 353, 539-554, 2005.
doi.org/10.1016/J.PHYSA.2005.01.034

Johannes J. Schneider* und Christian Hirtreiter, The impact of election results on the member numbers of the large parties in Bavaria and Germany, Int. J. Mod. Phys. C 16, 1165-1215, 2005.
doi.org/10.1142/S0129183105007820

Johannes J. Schneider* und Scott Kirkpatrick, Selfish versus unselfish optimization of network creation, J. Stat. Mech. P08007, 13 Seiten, 2005.
doi.org/10.1088/1742-5468/2005/08/P08007
Eine Abbildung aus dem Paper wurde von der Zeitschrift für eigene Werbemaßnahmen eingesetzt.

Tobias Preis*, Sebastian Golke, Wolfgang Paul und Johannes J. Schneider, Multi-agent-based Order Book Model of financial markets, Europhys. Lett. 75, 510-516, 2006.
doi.org/10.1209/EPL/I2006-10139-0

Elena Ramirez Barrios, Juan G. Diaz Ochoa* und Johannes J. Schneider, How fair is an equitable distribution?, Physica A 374, 369-379, 2007.
doi.org/10.1016/J.PHYSA.2006.07.019

Tobias Preis*, Sebastian Golke, Wolfgang Paul und Johannes J. Schneider, Statistical analysis of financial returns for a multiagent order book model of asset trading, Phys. Rev. E 76, 016018 (13 Seiten), 2007.
doi.org/10.1103/PHYSREVE.76.016108

Günther Stattenberger, Markus Dankesreiter, Florian Baumgartner und Johannes J. Schneider*, On the neighborhood structure of the traveling salesman problem generated by local search moves, J. Stat. Phys. 129, 623-648, 2007.
doi.org/10.1007/S10955-007-9382-1

Johannes J. Schneider* und Christian Hirtreiter, Investigation of election results, numbers of party members, and opinion polls in Germany, Int. J. Mod. Phys. C 19, 441-452, 2008.
doi.org/10.1142/S0129183108012236

Tobias Preis*, Wolfgang Paul und Johannes J. Schneider, Fluctuation patterns in high-frequency financial asset returns, Europhys. Lett. 82, 68005 (6 Seiten), 2008.
doi.org/10.1209/0295-5075/82/68005

André Müller, Johannes J. Schneider* und Elmar Schömer, Packing a multidisperse system of hard disks in a circular environment, Phys. Rev. E 79, 021102 (14 Seiten), 2009.
doi.org/10.1103/PHYSREVE.79.021102
Der für das Packproblem verwendete Optimierungsalgorithmus wurde aufgrund der Tatsache, dass damit sämtliche Weltrekorde, die im Rahmen eines internationalen Wettbewerbs in Konkurrenz zwischen 155 Gruppen aus 32 Ländern aufgestellt worden waren, von mir entweder eingestellt oder gebrochen wurden, vom Time Magazine als eine der 50 besten Erfindungen des Jahres 2009 gewürdigt. Zudem berichteten zahlreiche Journalisten über diesen Erfolg in Zeitungen (z.B. Frankfurter Allgemeine Zeitung, Frankfurter Rundschau), in Online-Journalen (z.B. Spiegel Online, New Scientist Online), im Radio (Deutschlandfunk) und im Fernsehen (ARD, ZDF, SWR, TV Bayern).

André Müller, Johannes J. Schneider* und Elmar Schömer, Auxiliary material to the paper Packing a multidisperse system of hard disks in a circular environment, EPAPS Document No. E-PLEEE8-79-131901, 2009.
ftp.aip.org/epaps/phys_rev_e/E-PLEEE8-79-131901/epaps.pdf

Johannes J. Schneider*, André Müller und Elmar Schömer, Ultrametricity property of energy landscapes of multidisperse packing problems, Phys. Rev. E 79, 031122 (8 Seiten), 2009.
doi.org/10.1103/PHYSREVE.79.031122

Tobias Preis*, Peter Virnau, Wolfgang Paul und Johannes J. Schneider, GPU accelerated Monte Carlo simulation of the 2D and 3D Ising model, J. Comp. Phys. 228, 4468-4477, 2009.
doi.org/10.1016/J.JCP.2009.03.018
Bei diesem Paper handelt es sich letztlich nur um eine Übungsaufgabe, die mein damaliger Doktorand unter meiner Anleitung durchführte, nämlich zur Übung den Schachbrett-Algorithmus für das Ising-Modell auf einer Grafikkarte zu implementieren. Nichtsdestotrotz wurde dieses Paper unter allen meinen Veröffentlichungen mit Abstand am häufigsten zitiert, während andere viel kompliziertere Arbeiten kaum zitiert wurden. Soviel also dazu, dass die Zahl der Zitate so etwas wie Exzellenz widerspiegeln würden!
Dieses Paper wird in der von ScienceDirect erstellten Liste der Top 25 Hottest Articles, die im Journal of Computational Physics je erschienen sind, für die Zeiträume April-Juni 2009, Juli-September 2009, Oktober-Dezember 2009 und April-Juni 2010 auf Platz 1 sowie für de Zeitraum Januar-März 2010 auf Platz 2 geführt. Über diese Arbeit wurde vielfach in den Medien berichtet.

Johannes J. Schneider*, Christian Hirtreiter und Ingo Morgenstern, On the problem of finding a suitable distribution of students to universities in Germany, Physica A 388, 4475-4483, 2009.
doi.org/10.1016/J.PHYSA.2009.07.010
Auch über diese Arbeit wurde vielfach in den Medien berichtet. Sie basierte teilweise auf einer ersten Untersuchung nach einer Anfrage der früheren Zentralen Vergabestelle für Studienplätze Mitte der 1990er Jahre, teilweise auf Berichten zu Problemen bei der Umstellung auf eine dezentrale Verteilung und teilweise auf Vorschlägen des hochschulpolitischen Arbeitskreises der CSU zur Lösung dieser Probleme. Obwohl diese Arbeit von Dr. Hirtreiter, Prof. Dr. Morgenstern und mir gut gemeint war, wir damit unserer gesellschaftlichen Verpflichtung nachkommen wollten und wir nicht nur aufzeigten, warum die damals neu eingeführte dezentrale Verteilung der vorherigen Verteilung durch die ZVS unterlegen war, sondern auch noch einen Lösungsvorschlag zu einer verbesserten zentralen Verteilung präsentierten, wurden wir von deutschen Hochschulrektoren als Nestbeschmutzer tituliert.

Tobias Preis*, Peter Virnau, Wolfgang Paul und Johannes J. Schneider, Accelerated fluctuation analysis by graphic cards and complex pattern formation in financial markets, New Journal of Physics 11, 093024 (21 Seiten), 2009.
doi.org/10.1088/1367-2630/11/9/093024
Dieses Paper wurde von den Editoren der Zeitschrift in das IOP Select-Programm aufgenommen. Es wurde innerhalb von 19 Tagen 250 Male heruntergeladen.

Johannes J. Schneider, Investigation of Simulated Trading - A multi agent based trading system for optimization purposes, Physica A 389, 2816-2824, 2010.
doi.org/10.1016/J.PHYSA.2010.02.054

Johannes J. Schneider* und Markus Puchta, Investigation of acceptance simulated annealing - A simplified approach to adaptive cooling schedules, Physica A 389, 5822-5831, 2010.
doi.org/10.1016/J.PHYSA.2010.08.045

Johannes J. Schneider*, Thomas Bukur und Antje Krause, Traveling Salesman Problem with Clustering, J. Stat. Phys. 141, 767-784, 2010.
doi.org/10.1007/S10955-010-0080-Z

Martin Ransberger, Ingo Morgenstern und Johannes Josef Schneider*, Influence of rounding errors on the quality of heuristic optimization algorithms, Physica A 390, 2571-2581, 2011.
doi.org/10.1016/J.PHYSA.2011.02.037

Martin Ransberger, Ingo Morgenstern und Johannes Josef Schneider*, Heuristic Optimization of the BEER127 TSP Instance with Finite Numerical Accuracy, Supplementmaterial zum Paper, publiziert von Physica A online, 2011.

Tobias Preis, Johannes J. Schneider und H. Eugene Stanley*, Switching processes in financial markets, PNAS 108, 7674-7678, 2011.
doi.org/10.1073/PNAS.1019484108



Buchkapitel:
Johannes Schneider* und Ingo Morgenstern*,
Optimization of Production Lines by Methods from Statistical Physics,
In: Karl-Heinz Hoffmann und Michael Schreiber (Eds.),
Computational Statistical Physics - From Billards to Monte Carlo,
S. 77-96, Springer, 2003.
www.springer.com/de/book/9783540421603
doi.org/10.1007/978-3-662-04804-7_5

Conference Proceedings:
Johannes J. Schneider, An Efficient Parallel Algorithm for Finding Groundstates in Spin Glass Models, in: M. Tokuyama und I. Oppenheim, 3rd International Symposium on Slow Dynamics in Complex Systems, Sendai, Japan, 3.-8. November 2003, AIP Conference Proceedings 708, S. 426-429, 2004.
doi.org/10.1063/1.1764191

Johannes J. Schneider, Keeping a Democracy Alive with Contrarians and Opportunists - Results of Simulations Based on the Sznajd Model, in: P. L. Garrido, J. Morro und M. A. Munoz, Modeling Cooperative Behavior in the Social Sciences, Eigth Granada Lectures, Granada, Spanien, 7.-11. Februar 2005, AIP Conference Proceedings 779, S. 90-92, 2005.
doi.org/10.1063/1.2008595

Johannes J. Schneider, Optimization of Packing Problems with Heuristic Algorithms Suited for Parallel Enablement, in: G. Münster, D. Wolf und M. Kremer (Eds.), NIC Symposium 2010, Schriften des Forschungszentrums Jülich, IAS Series, Vol. 3, ISBN 978-3-89336-606-4, S. 331-338, 2010.
juser.fz-juelich.de/record/136381/files/NIC%20Series_44.pdf

Sonstige Veröffentlichungen:
Johannes Maria Singer*, Ingo Morgenstern, Josef Rackl, Martin Eckl, Matthias Weiser, Rudolf Hois, Gerlinde Kettl und Johannes Schneider, Geoinformationssysteme und Statistische Physik - Anwendungen für die Industrie, in: Bayerisches Landesvermessungsamt, Tagungsband der 9. Informationsveranstaltung der Bayerischen Vermessungsverwaltung über die grafische Datenverarbeitung, S. 31-38, 1995.

Johannes Schneider* und Günther Stattenberger, Buchbesprechung zu An Introduction to Computational Physics von Tao Pang, Physikalische Blätter 54, S. 951, 1998.

Johannes Josef Schneider* und Elmar Schömer, Packen wie die Weltmeister, in: Natur und Geist - Das Forschungsmagazin der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz, Ausgabe 2/2009, 25. Jahrgang, S. 26-28, 2009.
www.uni-mainz.de/downloads_presse/Natur_und_Geist_02-2009.pdf

Johannes Josef Schneider*, Martin Ransberger und Ingo Morgenstern*, Optimieren wie die Weltmeister - Wie Wettbewerbsaufgaben Wissenschaft und Praxis voranbringen, in: Blick in die Wissenschaft - Forschungsmagazin der Universität Regensburg, Heft 24, 20. Jahrgang, S. 35-40, 2011.
www.schnell-und-steiner.de/artikel_7220.ahtml