G’scheid schlau!

G’scheid schlau!

Donnerstag, 21. Oktober – Sonntag, 24. Oktober

 

Vom 21. – 24. Oktober organisiert die Metropolregion Nürnberg-Fürth-Erlangen das Online-Wissenschaftsevent G’scheid schlau!
Die Besucher können sich online in einer Vielzahl von Veranstaltungsformaten über die Arbeit der Forschungseinrichtungen und Unternehmen in der Region schlau machen. Nähere Informationen zum Event und zur Anmeldung finden sich unter gscheid-schlau.de.

Der Lehrstuhl für Analytics & Mixed-Integer Optimization und die Forschungsgruppe Optimization under Uncertainty and Data Analysis an der FAU beteiligt sich an G’scheid schlau! mit Vorträgen, interaktiven Talkrunden und Online-Spielen zu den Themen künstliche Intelligenz und Optimierung. Eine Übersicht über unser Angebot findet sich hier:

1.) Vortrag “Das Ada Lovelace Center – ein Forschungsnetzwerk für künstliche Intelligenz”

Dr. Andreas Bärmann
Freitag, 22.10.20201, 21:30 Uhr

Ada Lovelace Center

Die künstliche Intelligenz (KI) durchdringt seit einigen Jahren zunehmend alle Wirtschaftsbereiche. Wir stellen in diesem Vortrag das Ada Lovelace Center vor, das gemeinsame KI-Forschungsnetzwerk der Fraunhofer-Institute IIS, IISB und IKS, der FAU Erlangen-Nürnberg und der LMU München. Im Rahmen von Forschungs- und Entwicklungsprojekten arbeiten hier Wissenschaftler und Industrie zusammen an KI-Fragestellungen und entwickeln gemeinsam Produkte. Ein wichtiger Aspekt dabei ist der Einsatz von KI zur Optimierung von Planungs- und Steuerungsaufgaben. Wir präsentieren einige ausgewählte Projekte, wie die Optimierung der Fahrpläne im Nürnberger U-Bahn-Verkehr, die Planung von Produktionsprozessen in der Lebensmittelindustrie und die Steuerung der Material- und Patiententransporte im Krankenhaus.

2.) KI-Speed-Dating: Wie künstliche Intelligenz die Welt ein bisschen besser macht!

Samstag, 23.10.2021, 16:30 Uhr – 18:30 Uhr
KI-Speed-Dating

In künstliche Intelligenz (KI) werden aktuell große Hoffnungen gesetzt, das menschliche Leben zu erleichtern. Bereits heute hilft KI vielen Menschen dabei, bessere Entscheidungen zu treffen – beispielsweise Planern in einem Unternehmen. So erlaubt es die KI unter anderem, spritsparende und damit umweltfreundliche LKW-Transporte zu planen oder die Produktionsabläufe in einer Fabrik effizienter zu gestalten. Eine wichtige KI-Technik, die dabei zum Einsatz kommt, ist die mathematische Optimierung. Erfahren Sie hier, wie diese Technik funktioniert und in welchen wichtigen Bereichen sie zukünftig noch Verwendung finden soll. Treffen Sie dazu 7 KI-Wissenschaftler der FAU in einem Speed-Dating und lernen Sie deren spannende Forschungsgebiete kennen. Erkenntnis garantiert!

a) Energiekosten sparen durch optimierte U-Bahn-Fahrpläne

M.Sc. Oskar Schneider
16:30 Uhr – 17:00 Uhr

Wir stellen ein Forschungsprojekt vor, bei dem wir den Energieverbrauch der Nürnberger U-Bahn durch kleine Anpassungen im Fahrplan reduzieren wollen. Dazu wird ein bereits entworfener U-Bahn-Fahrplan der VAG Verkehrs-Aktiengesellschaft Nürnberg auf zwei Arten angepasst. Dabei werden die Abfahrtszeiten der Züge um bis zu 15 Sekunden nach vorn oder hinten verschoben, um die Rückspeisequote bremsender Züge zu erhöhen. Zudem werden die Fahrzeiten auf den einzelnen Streckenabschnitten angepasst, um eine energiesparende Fahrweise der Züge zu ermöglichen. Dabei werden sicherheitsrelevante Kriterien sowie die Servicequalität für Passagiere stets mitberücksichtigt. Besuchen Sie unsere Fahrplanexperten um zu erfahren, wie mit Mathematik energieeffiziente Fahrpläne berechnet werden können.

b) Integrierte Optimierung für Anflugrouten und Landzeiten an Flughäfen

M.Sc. Benno Hoch
16:45 Uhr – 17:15 Uhr

Flugzeuge fliegen – Flugzeuge landen. Das passiert täglich Tausende Male an deutschen Flughäfen. Die Planungsabläufe im Hintergrund, um die Sicherheit im gesamten Prozess zu gewährleisten, sind vielfältig und hoch komplex. Dies führt dazu, dass gegenwärtig viele Problemstellungen entkoppelt und nacheinander betrachtet werden. Dadurch liegen jedoch Potenziale brach und knappe Ressourcen wie Landebahnkapazitäten werden nicht optimal genutzt. Durch das Aufbrechen der starren Anflugrouten zu einer freien Planung entwickeln wir ein zukunftsfähiges Modell und maßgeschneiderte Methoden, um Routen und Landezeiten integriert zu optimieren. Tauschen Sie sich aus mit einem FAU-Experten für Flugplanung und erfahren Sie, wie moderne mathematische Verfahren Planer im Luftverkehr unterstützen.

c) Marktgleichgewichte: Was uns die Mathematik über faire Energiepreise sagt

M.Sc. Lukas Hümbs
17:00 Uhr – 17:30 Uhr

An unserem Lehrstuhl an der FAU entwickeln wir Techniken, um Marktgleichgewichtsprobleme mit sogenannten Ganzzahligkeitsrestriktionen zu lösen. Dabei beschäftigen wir uns speziell mit Energiemärkten – vor allem Gasmärkten. In unseren mathematischen Modellen koppeln wir die Physik das Gasflusses mit Ja-Nein-Entscheidungen, wie z.B. dem Öffnen oder Schließen von Ventilen. Solche Ganzzahligkeiten erschweren die Probleme erheblich und teilweise existieren nicht einmal zugehörige Marktpreise, die zum Ausgleich von Angebot und Nachfrage führen. In diesem Fall müssen Ausgleichszahlungen an einzelne Marktteilnehmer getätigt werden. Wie dieses Problem gelöst werden könnte, ist eine Quelle vieler spannender Fragen. Erfahren Sie von unserem Experten, welche Antworten die Mathematik dafür bereithält.

d) Optimierung in der Airline-Industrie – Flugzeugzuordnung und Bodenprozesse

M.Sc. Lukas Glomb
17:15 Uhr – 17:45 Uhr

Fluggesellschaften sehen sich mit vielen verschiedenen Planungsprozessen konfrontiert. Dazu zählen die Flottenzuordnung, die Einzelflugzeug-Zuordnung und die damit verbundene Steuerung der Bodenprozesse zwischen aufeinanderfolgenden Flügen. In vielen Fällen werden diese Optimierungsaufgaben noch unabhängig voneinander gelöst, was zu suboptimalen Ergebnissen führen kann. Um die bestmöglichen Entscheidungen treffen zu können, sollten die mittelfristigen Flugzeugzuweisungen und die kurzfristig planbaren Turnaround-Prozesse integriert optimiert werden. Zu diesem Zweck stellen wir ein neues integriertes gemischt-ganzzahliges Programm vor, das Flottenzuweisung, Einzelflugzeug-Zuordnung und Bodenprozesssteuerung kombiniert. Wir laden Sie herzlich dazu ein, unseren Experten Ihre Fragen zu stellen.

e) Verlässliche Versorgung mit Gas aus Pipelines mittels robuster Optimierung

M.Sc. Martina Kuchlbauer
17:30 Uhr – 18:00 Uhr

In der mathematischen Optimierung werden Verfahren entwickelt, mit deren Hilfe sich Entscheidungen treffen lassen, die zu optimalen Ergebnissen führen. Im Beispiel des Gastransports können wir damit eine Steuerung von Kompressoren finden, die für minimale Transportkosten im Netz sorgt. Nun können Daten oder Parameter nicht genau bekannt, also unsicher sein. Die robuste Optimierung ermöglicht die Absicherung gegen solche Unsicherheiten: Es wird eine Steuerung gewählt, die selbst unter der Annahme, dass der worst case eintritt, ein optimales Ergebnis liefert. Erfahren Sie in dieser interaktiven Talkrunde mit einer Optimierungs-Expertin der FAU, wie Verfahren der robusten Optimierung den Gastransport trotz unsicherer Nachfrage optimieren können.

f) Optimierung in der Airline-Industrie – Flugzeugzuordnung und Bodenprozesse

M.Sc. Florian Rösel
17:45 Uhr – 18:15 Uhr

Fluggesellschaften sehen sich mit vielen verschiedenen Planungsprozessen konfrontiert. Dazu zählen die Flottenzuordnung, die Einzelflugzeug-Zuordnung und die damit verbundene Steuerung der Bodenprozesse zwischen aufeinanderfolgenden Flügen. In vielen Fällen werden diese Optimierungsaufgaben noch unabhängig voneinander gelöst, was zu suboptimalen Lösungen führen kann. Um die bestmöglichen Entscheidungen treffen zu können, sollten die mittelfristigen Flugzeugzuweisungen und die kurzfristig planbaren Turnaround-Prozesse integriert optimiert werden. Zu diesem Zweck stellen wir ein neues integriertes gemischt-ganzzahliges Programm vor, das Flottenzuweisung, Einzelflugzeug-Zuordnung und Bodenprozesssteuerung kombiniert. Wir laden Sie herzlich dazu ein, unseren Experten Ihre Fragen zu stellen.

g) Energiekosten sparen durch optimierte U-Bahn-Fahrpläne

M.Sc. Patrick Gemander
18:00 Uhr – 18:30 Uhr

Wir stellen ein Forschungsprojekt vor, bei dem wir den Energieverbrauch der Nürnberger U-Bahn durch kleine Anpassungen im Fahrplan reduzieren wollen. Dazu wird ein bereits entworfener U-Bahn-Fahrplan der VAG Verkehrs-Aktiengesellschaft Nürnberg auf zwei Arten angeglichen. Dabei werden die Abfahrtszeiten der Züge um bis zu 15 Sekunden nach vorn oder hinten verschoben, um die Rückspeisequote bremsender Züge zu erhöhen. Zudem werden die Fahrzeiten auf den einzelnen Streckenabschnitten angepasst, um eine energiesparende Fahrweise der Züge zu ermöglichen. Dabei werden sicherheitsrelevante Kriterien sowie die Servicequalität für Passagiere stets mitberücksichtigt. Besuchen Sie unsere Fahrplanexperten, um zu erfahren, wie mit Mathematik energieeffiziente Fahrpläne berechnet werden können.

3.) Optimierung zum Anfassen!

M.Sc. Kevin Aigner, M.Sc. Lukas Hager, M.Sc. Richard Krug, Magister Jonasz Staszek, M.Sc. Jorge Weston
Sonntag, 24.10.2021, 14:30 Uhr – 15:30 Uhr

Optimierung zum Anfassen

Sind Sie gut im Pläne machen? Gute Planung spielt nicht nur in unserem Alltag eine wichtige Rolle, sondern kommt in vielfältiger Form auch in Industrie und Wirtschaft vor. Zum Beispiel bei der Produktionsplanung in einer Fabrik, bei der Tourenplanung beim Ausliefern von Waren, bei der Erstellung von Fahrplänen im öffentlichen Verkehr oder bei der Schichtplanung von Mitarbeitern in einem Betrieb. An unserem Lehrstuhl an der FAU beschäftigen wir uns mit der Mathematik hinter dem Lösen von Planungsproblemen. Doch keine Sorge! Bei uns können sie ganz leicht und spielerisch erfahren, was Mathematik und gute Planung miteinander zu tun haben. Lösen Sie unsere interaktiven Optimierungs-Rätselspiele und lernen Sie, was diese mit dem Lösen von Planungsaufgaben in realen Leben zu tun haben.

Rätsel 1   Rätsel 2   Rätsel 3   Rätsel 4   Rätsel 5

4.) Messe-Stand “Informationen zum Mathematik-Studium”

Freitag, 22.10., 11:00 – 12:30 Uhr (Schülerprogramm):
M.Sc. Dennis Adelhütte, M.Sc. Alexander Müller, M.Sc. Johannes Thürauf

Freitag, 22.10., 16:00 – 17:00 Uhr:
Dr. Dieter Weninger

Samstag, 23.10., 15:00 – 16:30 Uhr:
M.Sc. Kristin Braun, M.Sc. Christian Biefel, Tobias Kuen

Analysis und Lineare Algebra zum Anfassen und Aufmalen im zweidimensionalen Raum ist schön und gut, doch im Studium geht es weit darüber hinaus. Vorstellbar sind viele der Objekte, die im Studium behandelt werden, lange nicht mehr. Gerade für Probleme aus der Praxis, wie sie zum Beispiel in der Logistik auftreten, wird zunächst ein Modell entwickelt, anhand dessen die Theorie studiert und passende Methoden zur Lösung gefunden werden. Sicherlich ist das abstrakt, denn Mathematiker und Mathematikerinnen suchen die Lösung von Problemen meist erst einmal fernab von der Anwendung. Doch gerade in der angewandten Mathematik wird dann eine Brücke zurück in die Praxis gebaut, indem die mathematischen Lösungen im Kontext der ursprünglichen industriellen Problemstellung interpretiert und verifiziert werden. So schafft es die Mathematik, Probleme zu lösen, bei denen sich andere Disziplinen alleine oftmals schwertun.

Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg