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Technische Universität Dresden
Institut für Feinwerktechnik und
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Optimierung (Siehe: Ablaufplan und Übungsanleitungen) 

 

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.

 

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

 

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

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. (Siehe: Ablaufplan und Übungsanleitungen)

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

Achtung: Bereitstellung der Software:
Erforderlich ist ein 64Bit-Windows-Betriebssystem! Teilnehmer der Lehrveranstaltung erhalten die OptiY-Studentenlizenz vom Betreuer. Der Download der SimulationX-Studentenversion kann von den Internetseiten der Firma ITI erfolgen.

 

Abschluss

Die Lehrveranstaltung ist Bestandteil des Moduls "Simulation in der Gerätetechnik" (ET-12 05 07). Von den drei LV in diesem Modul (FEM, Optimierung, Thermischer Entwurf) sind zwei auszuwählen.

 

Hinweis: Diese Lehrveranstaltung wird jeweils im Sommersemester angeboten.

 

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Letzte Änderung: 30.06.2017