Technische Universität Ilmenau

Process Optimization 1 - Modultafeln of TU Ilmenau

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subject properties subject number 1469 - common information
subject number1469
departmentDepartment of Computer Science and Automation
ID of group2212 (Group Simulation and Optimal Processes)
subject leaderProf. Dr. Pu Li
languageDeutsch
term Sommersemester
previous knowledge and experience

Grundlagen der Mathematik, Physik,  Elektrotechnik, Regelungs- und Systemtechnik

learning outcome

Die Studierenden können

  • die Grundlagen, Problemstellungen und Methoden der statischen Prozessoptimierung klassifizieren,
  • Methoden und Werkzeuge anwenden,
  • unterschiedliche Problemstellungen und mathematische Herleitungen  analysieren und generieren sowie

Anwendungsfälle für industrielle Prozesse analysieren, entwickeln und bewerten.

content

Optimierung des Designs und des Betriebs industrieller Prozesse
• Lineare und Nichtlineare Programmierung
• Mixed-Integer Optimierung
• Anwendung von Optimierwerkzeugen (GAMS) am Rechner
• Praktische Anwendungsbeispiele

Lineare Programmierung:
Theorie der linearen Programmierung, Freiheitsgrad, zulässiger Bereich, graphische Darstellung/Lösung, Simplexmethode, Dualität, Mischungsproblem, optimale Produktionsplanung.

Nichtlineare Optimierung:
Konvexitätsanalyse, Probleme ohne und mit Nebenbedingungen, Optimalitätsbedingungen, Methode des goldenen Schnitts, das Gradienten-, Newton-, Quasi-Newton-Verfahren, Probleme mit Nebenbedingungen, Kuhn-Tucker-Bedingungen, SQP-Verfahren (Sequentiell Quadratische Programmierung), „Active-Set“-Methode, Approximation der Hesse-Matrix, Anwendung in der optimalen Auslegung industrieller Prozesse.

Mixed-Integer Nichtlineare Programmierung (MINLP):
Mixed-Integer Lineare und Nichtlineare Programmierung (MILP, MINLP), Branch-and-Bound-Methode,  Master-Problem, Optimierungssoftware GAMS, Anwendung im Design industrieller Prozesse.

media of instruction

Präsentation, Vorlesungsskript, Tafelanschrieb

literature / references

U. Hoffmann, H. Hofmann: Einführung in die Optimierung. Verlag Chemie. Weinheim. 1982

T. F. Edgar, D. M. Himmelblau. Optimization of Chemical Processes. McGraw-Hill. New York 1989

K. L. Teo, C. J. Goh, K. H. Wong. A Unified Computational Approach to Optimal Control Problems. John Wiley & Sons. New York. 1991

C. A. Floudas: Nonlinear and Mixed-Integer Optimization. Oxford University Press. 1995

L. T. Biegler, I. E. Grossmann, A. W. Westerberg. Systematic Methods of Chemical Process Design. Prentice Hall. New Jersey. 1997

M. Papageorgiou. Optimierung. Oldenbourg Verlag. München. 2006

J. Nocedal, S. J. Wright. Numerical Optimization. Springer-Verlag. 1999

evaluation of teaching

Pflichtevaluation:

SS 2015 (Fach)

Freiwillige Evaluation:

SS 2010 (Übung)

WS 2010/11 (Übung)

WS 2012/13 (Übung)

SS 2016 (Vorlesung)

Hospitation:

Details in major Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2008, Master Wirtschaftsingenieurwesen 2009 (ABT), Bachelor Technische Kybernetik und Systemtheorie 2010, Master Wirtschaftsingenieurwesen 2010 (ABT), Master Wirtschaftsingenieurwesen 2011 (ABT)
subject nameProcess Optimization 1
examination number2200024
credit points3
on-campus program (h)34
self-study (h)56
Obligationobligatory
examoral examination performance, 30 minutes
details of the certificate
Signup details for alternative examinations

Pflichtevaluation:


SS 2015 (Fach)


Freiwillige Evaluation:


SS 2010 (Übung)


WS 2010/11 (Übung)


WS 2012/13 (Übung)


SS 2016 (Vorlesung)


Hospitation:

maximum number of participants30
Details in major Bachelor Ingenieurinformatik 2008, Bachelor Informatik 2010
subject nameProcess Optimization 1
examination number2200024
credit points3
on-campus program (h)34
self-study (h)56
Obligationobligatory elective
examoral examination performance, 30 minutes
details of the certificate
Signup details for alternative examinations

Pflichtevaluation:


SS 2015 (Fach)


Freiwillige Evaluation:


SS 2010 (Übung)


WS 2010/11 (Übung)


WS 2012/13 (Übung)


SS 2016 (Vorlesung)


Hospitation:

maximum number of participants30