@article{VergePoettgenAltherretal.2016, author = {Verg{\´e}, Angela and P{\"o}ttgen, Philipp and Altherr, Lena and Ederer, Thorsten and Pelz, Peter F.}, title = {Lebensdauer als Optimierungsziel: Algorithmische Struktursynthese am Beispiel eines hydrostatischen Getriebes}, series = {O+P - {\"O}lhydraulik und Pneumatik}, volume = {60}, journal = {O+P - {\"O}lhydraulik und Pneumatik}, number = {1-2}, editor = {Greuloch, Ivo and Weber, Manfred and Meier, Miles}, publisher = {Vereinigte Fachverl.}, address = {Mainz}, issn = {1614-9602}, pages = {114 -- 121}, year = {2016}, abstract = {Verf{\"u}gbarkeit und Nachhaltigkeit sind wichtige Anforderungen bei der Planung langlebiger technischer Systeme. Meist werden bei Lebensdaueroptimierungen lediglich einzelne Komponenten vordefinierter Systeme untersucht. Ob eine optimale Lebensdauer eine g{\"a}nzlich andere Systemvariante bedingt, wird nur selten hinterfragt. Technical Operations Research (TOR) erlaubt es, aus Obermengen technischer Systeme automatisiert die lebensdaueroptimale Systemstruktur auszuw{\"a}hlen. Der Artikel zeigt dies am Beispiel eines hydrostatischen Getriebes.}, language = {de} } @incollection{AltherrEdererLorenzetal.2016, author = {Altherr, Lena and Ederer, Thorsten and Lorenz, Ulf and Pelz, Peter F. and P{\"o}ttgen, Philipp}, title = {Designing a feedback control system via mixed-integer programming}, series = {Operations Research Proceedings 2014: Selected Papers of the Annual International Conference of the German Operations Research}, booktitle = {Operations Research Proceedings 2014: Selected Papers of the Annual International Conference of the German Operations Research}, editor = {L{\"u}bbecke, Marco E. and Koster, Arie and Letmathe, Peter and Madlener, Reihard and Preis, Britta and Walther, Grit}, publisher = {Springer}, address = {Cham}, isbn = {978-3-319-28695-2}, doi = {10.1007/978-3-319-28697-6_18}, pages = {121 -- 127}, year = {2016}, abstract = {Pure analytical or experimental methods can only find a control strategy for technical systems with a fixed setup. In former contributions we presented an approach that simultaneously finds the optimal topology and the optimal open-loop control of a system via Mixed Integer Linear Programming (MILP). In order to extend this approach by a closed-loop control we present a Mixed Integer Program for a time discretized tank level control. This model is the basis for an extension by combinatorial decisions and thus for the variation of the network topology. Furthermore, one is able to appraise feasible solutions using the global optimality gap.}, language = {en} } @book{Altherr2016, author = {Altherr, Lena}, title = {Algorithmic System Design under Consideration of Dynamic Processes}, publisher = {Shaker}, address = {Aachen}, isbn = {978-3-8440-4848-3}, pages = {94}, year = {2016}, abstract = {Nach Stand von Wissenschaft und Technik werden Komponenten hinsichtlich ihrer Eigenschaften, wie Lebensdauer oder Energieeffizienz, optimiert. Allerdings k{\"o}nnen selbst hervorragende Komponenten zu ineffizienten oder instabilen Systemen f{\"u}hren, wenn ihr Zusammenspiel nur unzureichend ber{\"u}cksichtigt wird. Eine Systembetrachtung schafft ein gr{\"o}ßeres Optimierungspotential - dem erh{\"o}hten Potential steht jedoch auch ein erh{\"o}hter Komplexit{\"a}tsgrad gegen{\"u}ber. Die vorliegende Arbeit ist im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 805 entstanden, dessen Ziel die Beherrschung von Unsicherheit in Systemen des Maschinenbaus ist. Die Arbeit zeigt anhand eines realen Systems aus dem Bereich der Hydraulik, wie Unsicherheit in der Entwicklungsphase beherrscht werden kann. Hierbei ist neu, dass die durch den sp{\"a}teren Betrieb zu erwartende Systemdegradation eines jeden m{\"o}glichen Systemvorschlags antizipiert werden kann. Dadurch k{\"o}nnen Betriebs- und Wartungskosten vorausgesagt und minimiert werden und durch eine optimale Betriebs- und Wartungsstrategie die Verf{\"u}gbarkeit des Systems garantiert werden. Wesentliche Fragen bei der optimalen Auslegung des betrachteten hydrostatischen Getriebes sind dessen physikalische Modellierung, die Darstellung des Optimierungsproblems als gemischt-ganzzahliges lineares Programm, und dessen algorithmische Behandlung zur L{\"o}sungsfindung. Hierzu werden Heuristiken zum schnelleren Auffinden sinnvoller Systemtopologien vorgestellt und mittels mathematischer Dekomposition eine Bewertung des dynamischen Verschleiß- und Wartungsverlaufs m{\"o}glicher Systemvorschl{\"a}ge vorgenommen. Die Arbeit stellt die Optimierung technischer Systeme an der Schnittstelle von Mathematik, Informatik und Ingenieurwesen sowohl gr{\"u}ndlich als auch anschaulich und nachvollziehbar dar.}, language = {en} } @inproceedings{RauschLeiseEdereretal.2016, author = {Rausch, Lea and Leise, Philipp and Ederer, Thorsten and Altherr, Lena and Pelz, Peter F.}, title = {A comparison of MILP and MINLP solver performance on the example of a drinking water supply system design problem}, series = {ECCOMAS Congress 2016 VII European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering}, booktitle = {ECCOMAS Congress 2016 VII European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering}, editor = {Papadrakakis, M. and Ppadopoulos, V. and Stefanou, G. and Plevris, V.}, isbn = {978-618-82844-0-1}, pages = {8509 -- 8527}, year = {2016}, abstract = {Finding a good system topology with more than a handful of components is a highly non-trivial task. The system needs to be able to fulfil all expected load cases, but at the same time the components should interact in an energy-efficient way. An example for a system design problem is the layout of the drinking water supply of a residential building. It may be reasonable to choose a design of spatially distributed pumps which are connected by pipes in at least two dimensions. This leads to a large variety of possible system topologies. To solve such problems in a reasonable time frame, the nonlinear technical characteristics must be modelled as simple as possible, while still achieving a sufficiently good representation of reality. The aim of this paper is to compare the speed and reliability of a selection of leading mathematical programming solvers on a set of varying model formulations. This gives us empirical evidence on what combinations of model formulations and solver packages are the means of choice with the current state of the art.}, language = {en} }