Das aktuell von Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderte Projekt „OffshorePlan - Komplementäre Nutzung mathematischer und ereignisdiskreter Modelle zur Lösung komplexer Planungs- und Steuerungsprobleme in der Offshore-Baustellenlogistik“ beschäftigt sich vorrangig mit der Erarbeitung von Grundlagen für eine Kombination simulationsbasierter Ansätze mit mathematischer Optimierung im Rahmen einer Entscheidungsunterstützung für die Installation von Offshore Windparks.
Hierzu werden durch die Kombination Modellprädiktiver Regelung mit klassischer Mixed-Integer Optimierung neuartige Methoden entwickelt, die auf mathematischer Seite sowohl für ein Online- Scheduling als auch unter Verwendung geeigneter Durchgriffsmechanismen für eine Offline-Auslegung von Transportrouten und der Kapazitäten am Basishafen verwendet werden können. Bezüglich der Simulation werden ein auf Petri-Netzen basierendes Simulationsmodell erarbeitet, welches für die oben genannten Anwendungsfälle eingesetzt werden kann. Hierzu werden unterschiedliche Ansätze der simulationsbasierten Optimierung evaluiert.
Begleitend wird ein gemeinsames Metamodell entwickelt, welches unter Verwendung der Model Driven Architecture die ausführbaren Modelle generieren kann und eine komplementäre Nutzung zu ermöglicht.
Die Offshore-Baustellenlogistik mit Schwerpunkt der Windenergie definiert ein komplexes Planungs- und Steuerungsproblem. Kostenintensive Schiffe und Personal müssen in Abhängigkeit des sich dynamisch ändernden Seewetters so eingesetzt werden, dass Windparks termingerecht errichtet werden. Aufgrund der Neuartigkeit der Offshore Windenergietechnik gibt es keine etablierten Planungs- und Steuerungsmethoden für die Errichtungsplanung von Windenergieanlagen. Grundsätzlich werden hierzu ereignisdiskrete Simulationsverfahren oder Ansätze der mathematischen bzw. stochastischen Optimierung eingesetzt. Beide Methoden besitzen Vor- und Nachteile hinsichtlich Laufzeit, Detaillierungsgrad und Optimalitätsbedingungen.
In diesem Projektvorhaben soll deshalb die komplementäre Nutzung untersucht werden. Ausgehend von einem einheitlichen Grundmodell werden automatisiert ereignisdiskrete Simulationsmodelle als auch Modelle der stochastischen Optimierung für verschiedene Abstraktions-/Aggregationsebenen abgeleitet und verknüpft. Im Ergebnis sollen die jeweiligen Vorteile der beiden Methoden in einem komplementären Ansatz für eine verbesserte rechnergestützte Planung und Steuerung genutzt werden.