Ingo Rechenberg PowerPoint-Folien zur 2. Vorlesung Evolutionsstrategie I Logik des Experimentierens und Optimierens - Starke und Schwache Kausalität

Kybernetisches Modell Schwarzer Kasten ? Symbol für ein Versuchobjekt

Analyse des Modells Schwarzer Kasten ? Aktionspole Reaktionspole Aktion Reaktion Unsichtbare innere Struktur

4 Realisierungen des Schwarzen Kastens 1.Tragflügelprofil 2.Stabtragwerk 3.Regelkreis 4.Magisches Quadrat

1. Versuchsobjekt Tragflügel Auftrieb A Widerstand W Profilkoordinaten y o y u Aktion Reaktion

2. Versuchsobjekt Stabtragwerk Knotenkoordinaten x y Aktion Reaktion G1G1 G3G3 G2G2 … Stabgewichte

3. Versuchsobjekt Regler P I D Proportionalanteil Integralanteil Differentialanteil x (t)x (t) Aktion Reaktion Regelgröße

4. Versuchsobjekt Magisches Quadrat Aktion S1S1 Reaktion S2S2 S3S3 S4S4 S5S5 S6S6 S7S7 S8S8 Feldzahlen Zeilen-, Spalten- und Diagonalensummen

?! Die drei Fragen an einen schwarzen Kasten WAS

?! 1. Frage an ein Versuchsobjekt WAS ist die Reaktion auf eine vorgegebene Aktion? Forschungsziel ist die Sammlung von Daten über das Objektverhalten. Die Frage: Was kann man in Erfahrung bringen? steht am Anfang einer jeden empirischen Forschung im wissenschaftlichen wie auch im technischen Bereich.

! ? ! ?! Die drei Fragen an einen schwarzen Kasten WAS WARUM

!! 2. Frage an ein Versuchsobjekt WARUM ist die Reaktion auf eine Aktion in der beobachteten Weise erfolgt? Forschungsziel ist, eine erklärende Beschreibung des Aktions-Reaktions-Mechanismus innerhalb des schwarzen Kastens zu geben. Der Forscher sucht nach einem Modell, das die innere Struktur des schwarzen Kastens gut simuliert. Die Frage: Warum kommt dieses oder jenes Phänomen vor? ist Ausgangspunkt der wissenschaftlichen Grundlagenforschung. ?

! ! ? ? ! ?! Die drei Fragen an einen schwarzen Kasten WAS WARUM WOMIT

?! 3. Frage an ein Versuchsobjekt WOMIT (durch welche Aktion) kann eine vorgegebene Reaktion erhalten werden? Forschungsziel ist in diesem Fall, das Versuchsobjekt derart zu verändern, dass eine gewünschte Wirkung erreicht wird. Die Frage: Womit kann man eine bestimmte Wirkung erzielen? ist das Hauptproblem der technischen Entwicklung.

Formulierung einer Wunschfunktion (= Qualitätsfunktion) durch den entwickelnden Ingenieur

1. Qualitätsfunktion Tragflügel Auftrieb A Widerstand W Profilkoordinaten y o y u

2. Qualitätsfunktion Stabtragwerk Knotenkoordinaten x y G1G1 GiGi G2G2 … Stabgewichte

3. Qualitätsfunktion Regler P I D Proportionalanteil Integralanteil Differentialanteil x (t)x (t)

4. Qualitätsfunktion Magisches Quadrat S1S1 S2S2 S3S3 S4S4 S5S5 S6S6 S7S7 S8S8 Feldzahlen Zeilen-, Spalten- und Diagonalensummen

Experimentierobjekt Stellkasten mit Qualitätsanzeige Zum Eingangs- Ausgangsverhalten eines Versuchsobjekts

Kausalität Schwache Kausalität Starke Kausalität

In einer Welt ohne Ordnung sind Strategien nutzlos Schwach kausal

Strategien arbeiten stets auf einer Weltordnung Stark kausal

Modell für ein einfaches Forschungsproblem

Mehrgipfelige Entwicklungs- und Optimierungslandschaft

Q x ? Intuition Strategie Versuchsobjekt Qualitätsmessung Verstellbarkeit Experimentierkreis

Ende