Dynamische Optimierung technisch-ökonomischer Systeme

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut fUr Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) in Stuttgart. Herrn Prof. Dr. -Ing. H. J. Warnecke, dem Leiter des Institutes, bin ich fUr die wohlwollende Forderung der Arbeit zu besonderem Dank verpflichtet. Mein Dank gilt ferner Herrn Prof. Dr. -Ing. W. Schiehlen fUr die eingehende Durchsicht der Arbeit und die sich daraus ergebenden Hinweise. Allen Mitarbeitern des Institutes, die mir bei der Fertigstellung dieser Arbeit behilflich waren, danke ich ebenfalls. Dieser Dank gilt insbesondere den Herren Dipl. -Ing. A. Hefler, Dr. -phil. , Dipl. -Phys. K. Kornwachs und Dipl. -Ing. , Dipl. -Kfm. G. Tsotsis, die durch wertvolle Kritik und Anregung zu dieser Arbeit beige tragen haben. Stuttgart, November 1980 Joachim Warschat I N HAL T S V E R Z E I C H N I S Seite o VERWENDETE GROSSEN, DIMENSIONEN UND ABKURZUNGEN 12 18 EINLEITUNG 22 2 TECHNISCH-OKONOMISCHE SYSTEME 2. 1 Die Begriffe System und Modell 22 2. 2 Realsystem 24 25 2. 3. Modellsystem 25 2. 3. 1 Modellfunktionen 26 2. 3. 2 Modellstruktur 26 2. 3. 3 Ubergangsfunktionen 29 2. 3. 4 Modellkonzepte 2. 4 Losungsansatze fur das Modellsystem 32 2. 4. 1 Modellstruktur und Problemlosungstechnik 32 Simulation 33 2. 4. 2 2. 4. 3 Bisherige Ansatze zur Optimierung von 35 Simulationsmodellen 41 3 OPTIMIERUNG 3. 1 Definition der Optimierung 41 3. 1. 1 Vorbemerkung 41 3. 1. 2 Statische Optimierung 41 3. 1. 3 Dynamische Optimierung 43 Klassifizierung der Optimierungsverfahren 44 3.

Inhalt
0 Verwendete Grössen, Dimensionen und AbkÜrzungen.- 1 Einleitung.- 2 Technisch-Ökonomische Systeme.- 2.1 Die Begriffe System und Modell.- 2.2 Realsystem.- 2.3. Modellsystem.- 2.4 Lösungsansätze für das Modellsystem.- 3 Optimierung.- 3.1 Definition der Optimierung.- 3.2 Klassifizierung der Optimierungsverfahren.- 3.3 Systematische ableitungsfreie Optimierungsmethoden.- 4 Statische Optimierung am Beispiel Eines Einfachen Lagermodells.- 5 Dynamische Optimierung.- 5.1 Vorbemerkung.- 5.2 Darstellung des Beispielmodells im Zustandsraum.- 5.3 Optimierung mit Hilfe der Hamiltonfunktion.- 5.4 Optimierung mit Hilfe der direkten Suchverfahren.- 5.5 Vergleich der Optimierungsverfahren.- 5.6 Optimierung eines komplexen Modells.- 6 Zusammenfassung.- 7 Schrifttum.- 8 Anhang.- 8.1 Systemdefinitionen.- 8.2 Berechnung der Eigenwerte des Modells von Bradshaw und Porter.- 8.3 Komplexes Modell in DYNAMO-Darstellung.