In a combinatorial auction (CA) several heterogeneous items are traded simultaneously, they can be distributed between several winners, and the bidders can submit indivisible all-or-nothing ``bundle'' bids on groups of items. The idea of using CAs for capturing economies of scale and scope and thus achieving better economic results on complex markets was first suggested in 1982 in the context of allocating airport slots. For several years the concept was not considered practical because of its combinatorial complexity, but it was eventually picked up by the US Federal Communication Commission (FCC) as a promising tool for conducting spectrum auctions, where bidders have strong preferences to win licenses for geographically adjacent regions. However, it took the FCC over 15 years of research and testing until the first combinatorial spectrum auction was conducted in 2008. The goal of this work was to suggest a practical and robust combinatorial auction format which delivers good results for various types of bidder valuations and strategies. Such a design shall be based on a thorough analysis and comparison of existing mechanisms. In particular, it was not clear whether CAs based on linear or non-linear prices present the preferable approach. We have chosen computational experiments to be our main research tool. The game-theoretical approach, which has been used extensively to model single-item auctions, has only limited applicability in the context of combinatorial auctions due to their high strategic complexity. Furthermore, there are strong indications that the bidders fail to act rationally in their exponential strategic space. Experimental economics, which is another proven approach to the studying of market mechanisms, has delivered only very limited results to date, due to the high complexity and cost of laboratory experiments with CAs. The main contribution of this work is the ALPS linear-price-based iterative combinatorial auction (ICA) format. It demonstrates high allocative efficiency of over 98\% in our experiments, as well as very good robustness in cases when the bidders do not follow the theoretically optimal strategy. It has several practice-oriented features which further improve its performance. Another important result of our work is the MarketDesigner platform for combinatorial auctions, which was a significant investment, and is a joint effort together with several colleagues and many students. It is currently being used for laboratory experiments and pilot projects with industry partners.     «

In a combinatorial auction (CA) several heterogeneous items are traded simultaneously, they can be distributed between several winners, and the bidders can submit indivisible all-or-nothing ``bundle'' bids on groups of items. The idea of using CAs for capturing economies of scale and scope and thus achieving better economic results on complex markets was first suggested in 1982 in the context of allocating airport slots. For several years the concept was not considered practical because of its c...     »

In einer kombinatorischen Auktion werden mehrere heterogene Güter gleichzeitig versteigert; es sind mehrere Gewinner möglich; und die Bieter können untrennbare alles-oder-nichts Bündelgebote auf Gruppen von Gütern abgeben. Auf komplexen Märkten können solche Auktionen Verbund- und Skaleneffekte adressieren und dadurch bessere ökonomische Ergebnisse erzielen. Das Konzept wurde zum ersten Mal im Jahr 1982 im Zusammenhang mit der Terminalzeitplanung auf Flughäfen vorgeschlagen. Nachdem die kombinatorischen Auktionen zuerst wegen ihrer exponentiellen Komplexität als impraktikabel galten, wurden sie von der US Federal Communication Commission (FCC) zum Versteigern von Frequenzlizenzen vorgeschlagen, wo die Bieter starke Präferenzen für benachbarte Regionen haben. Es hat aber über 15 Jahren gedauert, bis das FCC die erste kombinatorische Frequenzauktion im Jahr 2008 durchgeführt hat. Inzwischen wurden die kombinatorischen Auktionen vom Industrieeinkauf entdeckt. Das große Potenzial der neuen Technologie im Einkauf wurde durch einige Publikationen bewiesen, unter denen befinden sich zwei Finalisten und ein Gewinner des angesehenen INFOMRS Edelman Award in den letzten sechs Jahren. Das Ziel dieser Arbeit war, ein praktisches und robustes kombinatorisches Auktionsformat vorzuschlagen, das für verschiedene Wertigkeiten und Bietstrategien gute Ergebnisse zeigt. Der Vorschlag soll auf gründlicher Analyse und Vergleich von bekannten Auktionsformaten basieren. Speziell, es war nicht klar ob kombinatorische Auktionen mit linearen oder nichtlinearen Preisen vorzuziehen sind. Zum Hauptwerkzeug unserer Forschung haben wir Simulationen gewählt. Die Spieltheorie, die zur Analyse von üblichen Auktionen oft benutzt wird, ist wegen der hohen Komplexität von Spielerstrategien in kombinatorischen Auktionen nur begrenzt anwendbar. Außerdem gibt es Anzeichen dafür, dass die Bieter sich in solch komplexen Strategieräumen nicht rationell verhalten. Die andere bekannte Forschungsmethode - die experimentelle Ökonomie – hat bis heute auf dem Gebiet, wegen hoher Komplexität und Kosten von Experimenten mit kombinatorischen Auktionen, nur sehr begrenzte Ergebnisse hervorgebracht. Der Hauptbeitrag dieser Arbeit ist ALPS: ein iteratives, linear-Preis basiertes kombinatorisches Auktionsformat. Es zeigt in unseren Simulationen eine hohe allokative Effizienz von über 98%, wie auch eine gute Robustheit gegenüber suboptimalen Bieterstrategien. Ein wichtiges aber auch aufwändiges Ergebnis dieser Arbeit ist die MarketDesigner Plattform zur Durchführung von kombinatorischen Auktionen. Sie entstand in Zusammenarbeit mit einigen Kollegen und vielen Studierenden, und wird auch weiter in Laborexperimenten und Pilotprojekten mit Industriepartnern verwendet.     «

In einer kombinatorischen Auktion werden mehrere heterogene Güter gleichzeitig versteigert; es sind mehrere Gewinner möglich; und die Bieter können untrennbare alles-oder-nichts Bündelgebote auf Gruppen von Gütern abgeben. Auf komplexen Märkten können solche Auktionen Verbund- und Skaleneffekte adressieren und dadurch bessere ökonomische Ergebnisse erzielen. Das Konzept wurde zum ersten Mal im Jahr 1982 im Zusammenhang mit der Terminalzeitplanung auf Flughäfen vorgeschlagen. Nachdem die kombin...     »