Kooperative Optimierung komplexer Systeme durch Segmentierung des Interface-Raums

Von:

Michael Lockan

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Die Auslegung von komplexen technischen Systemen ist ein Prozess, bei welchem Experten verschiedener Disziplinen, Abteilungen oder sogar Firmen sehr eng zusammenarbeiten müssen. Aufgrund der Komplexität oder auch aus politischen Gründen existiert im Allgemeinen eine einzelne System-Analyse nicht und unterschiedliche Subsystem-Analysen müssen in geeigneter Weise gekoppelt werden, um das Verhalten des Gesamtsystems zu bestimmen. Dabei stellt besonders in kooperativen Entwicklungsumgebungen, wenn möglicherweise konkurrierende Firmen zusammenarbeiten müssen, diese Kopplung eine große Herausforderung dar. Der Fokus dieser Arbeit liegt daher auf der Entwicklung eines effizienten Verfahrens zur Optimierung komplexer Systeme unter besonderer Beachtung eines kooperativen Hintergrundes. Es wird gezeigt, wie Antwortflächen-Verfahren verwendet werden können, um die Subsystem-Optimierungen zu beschleunigen und somit auch zeitaufwändige Analysen im Rahmen einer System-Optimierung einzusetzen. Durch die Analyse bestehender Verfahren wird die generelle Struktur kooperativer Optimierungen verdeutlicht und eine Einordnung des entwickelten ISOC-Verfahrens ermöglicht. Dessen ausführliche Herleitung und Darstellung zeigt die einfache Anpassung der vorhandenen Subsystem-Prozesse und demonstriert die Einbindung in die System-Optimierung. Die Anwendungen auf repräsentative Probleme aus der Triebwerkstechnik zeigen zum Einen die Vorteile paralleler und entkoppelter Optimierungen, und zum Anderen, dass das entwickelte ISOC-Verfahren in der Lage ist, praktische Problemstellungen zu lösen.