Erfolgreiche Promotion am FST: Algorithmisches konzeptionelles Design technischer Systeme unter Unsicherheit

Diese ist im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 805 am Institut für Fluidsystemtechnik im Fachbereich Maschinenbau der TU Darmstadt entstanden. Betrachtet wird die konzeptionelle Auslegung technischer Systeme unter Berücksichtigung von Unsicherheit mithilfe exakter Optimierungsalgorithmen. Diese eignen sich insbesondere für eine systematische Auslegung, da sie zur Auffindung global-optimaler Systemstrukturen führen und damit Strukturunsicherheit reduzieren.

Die hinsichtlich einer definierten Zielfunktion optimierte Systemgestalt hängt maßgeblich von der gewählten Parametrisierung ab. Da diese Parametrisierung jedoch während der konzeptionellen Entwicklung mit Unsicherheit behaftet ist, entstehen bei Nutzung unterschiedlicher Parametrisierungen in der Regel unterschiedliche Lösungsstrukturen. Darüber hinaus findet die Lösungssuche für technische Systeme mithilfe global-optimaler Optimierungsalgorithmen in einem Spannungsfeld zwischen der Nutzung effizienter Lösungsalgorithmen, einer effizienten Modellentwicklung und einer zweckmäßigen Approximation der relevanten Wirklichkeit mithilfe des entwickelten Systemmodells statt. Oben genannte Punkte werden in der Arbeit daher adressiert.

Anhand von zwei technischen Systemen wird aufgezeigt, wie eine gemischt-ganzzahlige nichtlineare Modellierung zum konzeptionellen Design unter Unsicherheit genutzt werden kann. Betrachtet werden als Anwendungsfälle die dezentrale Wasserversorgung in Hochhäusern sowie der Antriebsstrang von batterieelektrisch betriebenen Fahrzeugen mit Mehrganggetriebe.

Herr Leise hat die Promotionsprüfung mit Auszeichnung bestanden, wozu wir ihm herzlich gratulieren.