Nichtlineare Optimierung und Inverse Probleme

Die Gruppe arbeitet zu den folgenden anwendungsorientierten Forschungsthemen des WIAS:

Diffraktive optische Elemente basieren auf Beugungseffekten an mikrostrukturierten Grenzflächen. Sie ermöglichen die Realisierung neuer Abbildungsfunktionen und neuer optischer Bauteile z.B. in der diffraktiven Messtechnik, in Spektroskopie, Astronomie, optischer Kommunikation und Informationsverarbeitung. Für das Design dieser Elemente werden die Maxwellschen Gleichungen gelöst und spezielle Optimierungsalgorithmen eingesetzt. [>> more]

Optimierungsprobleme in der Energiewirtschaft befassen sich mit der Produktionsplanung und Verteilung verschiedener Energieträger (Strom, Gas) zur Deckung eines gegebenen Kundenbedarfs. Hierbei stellt die Betrachtung von Unsicherheiten (z.B. Lasten, meteorologische Parameter, Preise) in Transportnetzwerken eine besondere Herausforderung dar. Das Ziel besteht in der Auffindung kostenoptimaler Entscheidungen, die zugleich robust gegenüber den Unsicherheiten sind. Die zusätzliche Berücksichtigung von Märkten und der Transportphysik führen auf risiko-averse Optimalsteuerungsprobleme mit Gleichgewichtsrestriktionen. [>> more]

Im Bereich Produktion besteht großer Bedarf an Planungs- und Optimierungstools, die eine beschleunigte Neuplanung und Rekonfiguration komplexer Produktionsanlagen erlauben. In diesem Zusammenhang stehen die Schlagworte "Digitale Fabrik" bzw. "Industrie 4.0", also den übergang zu einer vernetzten, weitgehend selbstorganisierten industriellen Produktion. Diese Vernetzung erlaubt nicht nur die Optimierung einzelner Produktionsschritte, sondern der gesamten Wertschöpfungskette. [>> more]