Technische Universität Dresden
Institut für Feinwerktechnik und
Elektronik-Design

Optimierung (Sommersemester 2019) 

Die Konstruktion feinwerktechnischer Baugruppen und Geräte ist heute ohne den Einsatz des Computers nicht mehr vorstellbar. Oft beschränkt sich dieser Einsatz jedoch noch auf die Nutzung von CAD- und Office-Programmen zum Erstellen der Produkt-Dokumentation.

Die Möglichkeiten der numerischen Simulation von Funktionalität und Belastung werden punktuell nur dort eingesetzt, wo man mit den klassischen Methoden materieller Versuchsmuster an die Grenzen des Bezahlbaren stößt. Das Rationalisierungspotential des "Virtuellen Prototyping" wird damit in der Breite nur unzureichend genutzt.

In noch geringerem Maße finden zur Zeit die Möglichkeiten der numerischen Optimierung Anwendung in der industriellen Praxis. Dabei können gerade aus dem Finden optimaler Lösungen bedeutende ökonomische Effekte resultieren.

Die Lehrveranstaltung soll grundlegende Sichtweisen und Fertigkeiten für die Einbeziehung von numerischer Simulation und Optimierung in den Konstruktionsprozess vermitteln.

Übung "Optimierung eines Magnetantriebs"
Am Beispiel des Antriebs einer Präge-Nadel für einen Blindenschriftpräger übt jeder Teilnehmer der Lehrveranstaltung individuell die systematische Entwicklung eines geeigneten Simulationsmodells. Mit diesem Simulationsmodell soll in einer frühen Phase des Konstruktionsprozesses eine optimale technische Prinziplösung für ein vorgegebenes Wirkprinzip gefunden werden.

Einschreibung in Gruppe A (5.DS) per e-Mail an a.kamusellatu-dresden.de :

Dafür wird modernste Software für die Simulation und Optimierung mechatronischer Systeme verwendet:

• SimulationX der Firma ESI ITI GmbH Dresden

• OptiY  der Firma OptiY GmbH in Würzburg

Achtung: Bereitstellung der Software:
Erforderlich ist ein 64Bit-Windows-Betriebssystem! Teilnehmer der Lehrveranstaltung erhalten die OptiY-Studentenlizenz und die SimulationX-Studentenversion vom Betreuer.

Die für die Praktikumsetappen geforderten Lösungen schicken die Teilnehmer vor dem nächsten Übungstermin bzw. innerhalb von 2 Wochen nach der letzten Übung als Mail an:

  Dr.-Ing. Alfred Kamusella: a.kamusellatu-dresden.de
  mit Mail-Subject: NACHNAME, VORNAME (n.Etappe)

Theoretische Grundlagen

Eine klassische Vorlesung im Hörsaal zur Vermittlung der theoretischen Grundlagen wird im Rahmen  dieser Lehrveranstaltung nicht stattfinden, obwohl dafür 2 Semesterwochenstunden im Stundenplan vorgesehen sind.

In den einzelnen Übungsetappen erfolgen statt dessen Hinweise, welche Schwerpunkte der folgenden Grundlagen-Kapitel aktuell im Selbststudium zu erarbeiten sind:

1. Phasen des Konstruktionsprozesses

2. Modellierung und Simulation

   2.1. Methodik der Modellentwicklung

   2.2. Modellberechnung

3. Lösungssuche mit numerischer Optimierung

   3.1. Transformation von Entwurfsproblemen in Optimierungsaufgaben

   3.2. Optimierungsverfahren

   3.3. Grundlagen der Probabilistik

   3.4. Probabilistische Analysen

   3.5. Probabilistische Optimierung

Evaluierung (PDF) trotz hohen Aufwands überwiegend positiv: 2016, 2017, 2018

Hinweis: Diese Lehrveranstaltung wird jeweils im Sommersemester angeboten.

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Letzte Änderung: 20.03.2019