Sch­ritt 4: Op­ti­mier­ung­sal­gorith­mus aus­wäh­len

Im nächsten Schritt gilt es, geeignete Algorithmen zur Lösung des formulierten Optimierungsproblems auszuwählen. Der unten stehende Entscheidungsbaum soll diese Entscheidungsauswahl unterstützen. Basierend auf den zuvor durchgeführten Schritten kann entschieden werden, ob ein (Mehrziel-)Optimierungsproblem oder (Mehrziel-)Optimalsteuerungsproblem vorliegt und welche Algorithmen zur Lösung genutzt werden können.

Unten sehen Sie alle hier vorgeschlagenen Optimierungsverfahren. Diese sind in Anwendungsfälle aufgeteilt. Sie können durch anklicken der unterschiedlichen Kategorien auch direkt zur Übersichtsseite der entsprechenden Verfahren gelangen.

Um Schritt für Schritt zu einem von uns vorgeschlagenen Optimierungsverfahren1 zu gelangen, benötigen Sie die folgenden Informationen:

  • Anzahl der Zielfuntkionen k,
  • Anzahl der kontinuierlichen Optimierungsparameter n,
  • Anzahl der diskreten Optimierungsparameter s,
  • Anzahl der Nebenbedingungen m,
  • externe Parameter p.

Falls Sie bereits wissen, welches Verfahren für Ihr Problem in Frage kommt, klicken sie auf den folgenden Link.

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Im Folgenden finden Sie eine Auswahl von (Mehrziel-)Optimierungs- bzw. (Mehrziel-)Optimalsteuerungsverfahren. Im ersten Schritt legen Sie die Anzahl an Zielfunktionen fest.

 

Wir schlagen an dieser Stelle nur Verfahren für die Programmiersprachen C/C++ bzw. MATLAB vor.

An­zahl der Ziel­funk­tion­en

Liegt nur eine Zielfunktion vor, so handelt es sich in der Regel um ein Einzieloptimierungsproblem oder um (gemischt diskrete-kontinuierliche) Optimalsteuerungsprobleme. Somit stehen nach dieser Wahl noch folgende Verfahren zur Auswahl:

Wenn diese Bedingung zutrifft: weiter

Wurden mehrere Zielfunktionen definiert, so führt dies auf ein (u. U. paramterabhängiges oder gemischt diskret-kontinuierliches) Mehrzieloptimierungsproblem oder auf ein Mehrzieloptimalsteuerungsproblem. Konkret bleiben die folgenden Verfahren zur Auswahl:

Wenn diese Bedingung zutrifft: weiter

Schritte des Vorgehensmodells

1.

Optimierungszweck identifizieren

2.

Modell prüfen bzw. anpassen

3.

Zielfunktionen und Nebenbedingungen formulieren

4.

Optimierungsalgorithmus auswählen

5.

Optimierungsproblem lösen

6.

Prozessmodelle berücksichtigen

7.

Lösungen implementieren