Josef Ressel Zentrum für angewandtes wissenschaftliches Rechnen in Energie, Finanzwirtschaft und Logistik

In Energietechnik, Finanzwirtschaft und Logistik sind Vorhersagen und Entscheidungen auf Basis komplex interagierender Variablen zu treffen. Bei der mathematischen Modellierung solcher Systeme treten oft gleichartige Strukturen auf, wie z.B. Netzwerke, Entscheidungsbäume oder Differentialgleichungen. Lösungen für diese Modelle erfordern wiederum den Einsatz von Optimierungsalgorithmen oder rechenintensive Simulationen.

Das Josef Ressel Zentrum für angewandtes wissenschaftliches Rechnen in Energie, Finanzwirtschaft und Logistik hat das Ziel numerische Verfahren und IT Werkzeuge zur Behandlung solcher komplexen Fragestellungen zu entwickeln.

Im Rahmen des Projektes arbeiten wir mit folgenden Unternehmenspartnern zusammen: Hypo Landesbank Vorarlberg, myPEX, Vorarlberger Kraftwerke AG und Vorarlberger Landesversicherung. Ehemalige Unternehmenspartner sind: infeo und Gebrüder Weiss.

Bei der Planung von Entsorgungsrouten müssen kombinatorische Problemstellungen mit einer Vielzahl von Entscheidungsvariablen gelöst werden.

In der Finanzwirtschaft treten komplexe Optimierungsprobleme auf bei denen eine Vielzahl unterschiedlicher Szenarien ermittelt und berücksichtigt werden müssen.

Power Grid

Die Stabilität von Elektrischen Netzwerken beruht auf rechenintensiven Simulationen unter Einbeziehungen des Bedarfes aller Verbraucher.

Energie

In der Energiewirtschaft fand in Folge der Strommarktliberalisierung in Verbindung mit einem wachsenden Anteil dezentraler, flukturierender Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen ein Paradigmenwechsel statt. Mit Hilfe von Demand Side Management (DSM) Technologien soll in Zukunft der Stromverbrauch einer flukturierenden Erzeugung angepasst werden. Die Entwicklung von DSM Regelsystemen erfordert numerisch aufwendige Geräte- und Netzsimulationen und Optimierungsverfahren.

Finanzwirtschaft

Bilanzen von Banken und Versicherungen enthalten alle relevanten Informationen zur Geschäftstätigkeit und sie bilden die Grundlage für die Ermittlung relevanter Kennzahlen nach Basel III oder Solvency II. Durch die Modellierung der Posten einer Bilanz  können zukünftige Entwicklungen und Stresssituationen simuliert werden. Ein weiterer Schwerpunkt im Finanzbereich ist die Bestimmung von Risikomaßen für verschiedene Finanzinstrumente und für Portfolios von Finanzinstrumenten. In beiden Bereichen treten Probleme mit einer Vielzahl von Parametern auf und Lösungsansätze beruhen Monte-Carlo Simulationen und Optimierungsverfahren.

Logistik

In der Logistik wiederum stellen sich vor allem komplexe Anforderungen an die Optimierung der Wegwahl von Fahrzeugen. Dabei müssen Variationen des notorisch rechenintensiven „Travelling Salesman“ Problems gelöst werden. Neben der klassischen Variante, werden auch Problemstellung mit zusätzlichen Beschränkungen (maximale Fahrzeugkapazität, Zeitfenster für die Zustellung/Abholung, Flotte von Fahrzeugen) betrachtet.

Forschungsziele

Ziel des Josef Ressel Zentrums ist es, numerische Verfahren zur Behandlung dieser komplexen Fragestellungen zu entwickeln und Synergien zwischen den thematisch weit auseinanderliegenden aber in ihrer mathematischen Struktur ähnlichen Problemen zu nützen. Dabei werden zwei Hauptziele verfolgt:

  1. Vorhandene „Laborlösungen“ aus dem akademischen Feld sind meist flexibel und vielfältig, müssen aber auf große und mächtige IT Umgebungen hochskaliert werden;
  2. Bestehende Industrielösungen in den drei Anwendungsfeldern sind oft mächtig, müssen aber durch flexiblen Zugang zu Bibliotheken mit alternativen Rechenprozeduren erweitert werden.

Um diese Ziele zu erreichen werden wir eine Entwicklungsumgebung für verteiltes Rechnen (Distributed Execution Framework, DEF) aufbauen und mit entsprechenden Routinen und Bibliotheksfunktionen ausstatten. Das DEF soll dabei im Verlauf des Projektes den Unternehmenspartnern zur eigenständigen Nutzung zur Verfügung gestellt werden. Die Routinen und Funktionen werden in den Arbeitspakten der einzelnen Anwendungsbereiche entwickelt.

Josef Ressel Zentren sind 5-jährige Forschungsprojekte welches gemeinsam vom Bundesministerium für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft (BMWFW) und den Unternehmenspartnern gefördert wird. Die Christian Doppler Forschungsgesellschaft übernimmt dabei die Koordination dieser Public Private Partnership.

Kontaktperson Josef Ressel Zentrum

Steffen Finck

Dr.-Ing. Steffen Finck
Leiter Josef Ressel Zentrum für angewandtes wissenschaftliches Rechnen in Energie, Finanz und Logistik

 +43 5572 792 7122
steffen.finck@fhv.at

Weitere Informationen zum Josef Ressel Zentrum

Weitere Informationen über das Forschungszentrum Prozess- und Produkt-Engineering