Masterarbeit Entkopplungsstrategien für nichtlineare MIP-Probleme in industriellen Anwendungen

Gestalte mit uns die Energiezukunft

Du hast Freude an mathematischer Optimierung, Energiesystemen und praxisnaher Forschung? Bei etalytics hast du die Möglichkeit, im R&D-Team an aktuellen Herausforderungen der industriellen Energiemodellierung zu arbeiten – mit echtem Impact.

Worum geht es in deiner Arbeit?

Nichtlineare gemischt-ganzzahlige Optimierungsprobleme (MINLPs) spielen eine zentrale Rolle bei der Modellierung komplexer Energiesysteme und industrieller Prozesse. Der direkte Einsatz integrierter MINLP-Solver ist jedoch häufig mit hoher Rechenzeit und mangelnder Skalierbarkeit verbunden. Eine alternative Herangehensweise besteht darin, das Problem in zwei Phasen zu entkoppeln: Zunächst wird das gemischt-ganzzahlige Problem (MIP) gelöst, um eine binäre Struktur zu finden, welche im Anschluss im nichtlinearen Teilproblem (NLP) verfeinert wird.

Im Rahmen dieser Abschlussarbeit sollen Strategien zur effektiven Entkopplung untersucht, implementiert und bewertet werden.

Ziel ist es, Bedingungen und Heuristiken zu identifizieren, unter denen dieses zweistufige Vorgehen zuverlässige und qualitativ hochwertige Lösungen liefert

Deine Aufgaben:

• Analyse mathematischer und struktureller Bedingungen für eine sinnvolle Entkopplung
• Entwicklung heuristischer Verfahren zur Priorisierung binärer Konfigurationen
• Untersuchung von Modellvereinfachungen zur frühzeitigen Lösungsfindung
• Implementierung verschiedener Strategien in Pyomo
• Vergleich mit integrierten MINLP-Solvern anhand von Benchmarks und Praxisbeispielen

Was du mitbringst

• Du bist in einem Masterstudium (Mathematik, Computational Engineering, Informatik o. Ä.) eingeschrieben
• Du interessierst dich für Modellierung, Optimierung und algorithmische Fragestellungen
• Erste Erfahrung mit Optimierungstools (z. B. Pyomo, Gurobi, SCIP oder IPOPT)
• Du arbeitest gerne analytisch, eigenständig und zielorientiert
• Du bringst Teamgeist mit und kommunizierst gerne im interdisziplinären Austausch

Was wir dir bieten

• Ein modernes, flexibles Arbeitsumfeld mit technischer Ausstattung und kreativen Freiräumen
• Ein engagiertes, interdisziplinäres Team mit flacher Hierarchie und offener Feedbackkultur
• Die Möglichkeit, eigene Ideen einzubringen und praxisnahe Forschung mitzugestalten
• Hervorragende Entwicklungsperspektiven – auch mit Blick auf eine spätere Festanstellung

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