NN-Tool
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Optimierung
Nach der Erstellung neuronaler Netze sollen diese Modelle
im Allgemeinen zu bestimmten Aufgaben eingesetzt werden. Eine wichtige Fragestellung
bilden sogenannte Optimierungsaufgaben.
Im Gegensatz zur Simulation, bei der das vorhandene Modell mit neuen
Eingangsdaten gefüttert wird und die entsprechenden Ausgangsgrößen
vorhersagt, wird bei der Optimierung umgekehrt vorgegangen. Man möchte gewünschte
Ausgangsgrößen (z.B. das Eigenschaftsprofil bei Rezepturoptimierungen)
vorgeben können, und das System soll die dazu passenden Eingangsgrößen (z.B.
die Rezeptur) ermitteln. Daher wird diese Aufgabe auch als "inverse
Fragestellung" bezeichnet. Diese Aufgabe kann von einem
empirischen Modell (einem neuronalen Netz) im Allgemeinen nicht unmittelbar
beantwortet werden. Es ist stattdessen erforderlich, das Modell in ein Optimierungsverfahren einzubetten. Dabei
können dann auch die üblicherweise noch auftretenden Nebenbedingungen erfüllt
werden. NN-Tool umfasst zwei Optimierungsmodule für die beiden
verfahrenstechnischen Hauptanwendungsgebiete:
Komplexe
Optimierungsprobleme - Rezepturoptimierungen
NN-Tool stellt eine Umgebung zur Definition und Lösung komplexer
Optimierungsprobleme zur Verfügung. Der Optimierer ermöglicht die
Berechnung optimaler Rezepturen
(Mischungen) und Betriebspunkte auf der Basis eines mit NN-Tool
erstellten neuronalen Netzes. Bei der Optimierung kann eine Vielzahl von Nebenbedingungen (incl.
Mixed-Integer NB) berücksichtigt werden. Insbesondere können die
beiden Hauptanwendungsbereiche "Optimierung von
Betriebspunkten" und "Rezepturoptimierung"
vollständig abgedeckt werden.
Für die Eingangsgrößen gilt im Einzelnen:
Bei
den Ausgangsgrößen bestehen die Optionen:
Es
stehen drei Lösungstrategien zur Verfügung, die dem System
unterschiedliche „Kreativität“ ermöglichen:
Mittels der genannten Strategien wird eine Startnäherung
ermittelt, die dann vom Lösungsalgorithmus
sukzessive angepasst wird. Online-Anwendungen
- Anbindung an Prozessleitsysteme
Zur Realisierung von Online-Anwendungen,
z.B. Softsensor-Anwendungen oder modellgestützten Regelungen, auf der
Basis von NN-Tool Prozessmodellen, steht die zusätzlich lieferbare
Softwarekomponente „NNControlServer“ (.NET-Library)
zur Verfügung. Die Komponente ermöglicht die Integration der entsprechenden
Softwaremodule in Prozessleitsysteme. Es stehen u.a. die folgenden
Funktionalitäten zur Verfügung:
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