alter Hut mit neuer Krempe
Hallo,
"Selektion ist auch in nicht-biologischen Zusammenhängen von
Bedeutung. Bei der Entwicklung von Maschinen und
Computerprogrammen wurde festgestellt, dass eine besonders
effiziente Methode zur Auffindung des optimalen Designs darin
besteht, aufeinanderfolgende, kleine, zufällige Veränderungen
am Design vorzunehmen, wobei man Versionen beibehält, die ihre
Aufgabe zufriedenstellend erfüllen, und andere ausscheidet.
Die Methode an sich ist an sich trivial, so dass es kaum lohnt,
darüber im Zusammenhang neuer Methoden zu reden.
Man nennt es „Versuch und Irrtum“ oder „Trial and Error“
http://de.wikipedia.org/wiki/Versuch_und_Irrtum
Jeder Mensch macht es und in der Technik und Wissenschaft
ist es seit Urzeiten eine gängige Methode, wie man z.B.
empirisch zu Wissen kommt, indem man ausdauernd probiert
und dabei kleine Änderungen am Untersuchungsgegenstand
vornimmt. So wurde viel bedeutenden Erfindungen gemacht.
Z.b. Erfindung des Meißner Porzellan oder Zusammensetzungen
von Edelstählen (V2A, V4A sind heute noch gebräuchliche
Abkürzungen, die vor 100 j. aus Versuchsreihen hervorgingen).
Dieses Verfahren wird immer häufiger verwendet, um schwierige
Designprobleme bei komplexen Systemen zu lösen.
Ach, ich halte diese Aussage so allg. für Geschwafel.
Eine neue Qualität hat man nur dadurch, dass man heute viele
Prozesse nicht mehr in Realität testet, sondern als
Computermodell simuliert. Das macht es viel einfacher und
vor allem um ein Vielfaches billiger, sehr viele
Modifikationen in kurzer Zeit mit minimalem Aufwand
durch zurechnen (also zu simulieren).
Während dieses
Prozesses schwebt dem Ingenieur kein bestimmtes Design vor,
sondern nur die erwünschte Funktion." (S.110)
Eine Idee vom Design muß der Ing. in aller Regel schon haben,
weil die Anzahl der Parameter in der Regel sehr groß ist
und damit die Anzahl der Variationen gegen unendlich geht.
Das kann man auch heute mit schnellsten Computern aber nicht
in endlicher Zeit berechnen.
Also muß man schon genau wissen, was man will und wie man
welche physikalischen und technischen Prinzipien einsetzt.
Trotzdem ist es natürlich ein riesiger Vorteil, wenn man
im Computer hunderte … tausende oder sogar Mio. Varianten
simulieren kann, statt das man z.b. die Variation in
realer Praxis z.B. an mechanischen Teilen realisiert.
Reale Teile stellt man macht man dann aber am Ende her,
wenn man durch die vielen Simulationen meint eine gute
Variante gefunden zu haben, um diese zu verifizieren.
Ich selber und viele Kollegen in allen Bereichen der Ind. und
Forschung nutzen diese Möglichkeiten tatsächlich sehr gern,
weil man eben z.B. Schaltungen ausprobieren und optimieren
kann, ohne sie praktisch aufbauen zu müssen. Man nimmt eine
Schaltung, die natürlich schon mal irgend wie funktionieren
sollte und die eine Funktion erfüllen muß und dreht an
Parametern (Schaltungsdetails und Werte von Bauelemente)
bis man denkt, dass sie annähernd optimal funktioniert.
Das ist quasi reines aber systematisches Ausprobieren.
In der Elektronik ist die Simulation von Schaltungen ein
uralter Hut (über 40 Jahre alt).
Heute kann man unendlich viel mehr simulieren, weshalb techn.
Lösungen möglich werden, die man früher aus Gründen viel
zu hoher Entwicklungskosten nicht raelisieren konnte.
Z.B. Dünne Bleche mit sehr komplizierte Formen im Automobilbau. Wenn ein Werkzeug für eine Tiefziehpresse
mal eben 100k€ kostet, kann man nicht mal eben 1000
unterschiedlichen Versionen testen. Da muß man auf Sicherheit gehen und macht nur das, was von vornherein bekannt ist und
aus Erfahrungswerten sicher funktionieren wird.
Das Blech ist dann eben dicker und die Formen einfacher.
In dem Buch wird nicht näher darauf eingegangen und ich würde
gerne mehr über solche Verfahren und Anwendungen erfahren.
Wenn möglich, nicht zu spezialisierte Abhandlungen von und für
Fachexperten (von Computerprogrammen verstehe ich z.B. fast
nichts, technisch bin ich auch eher Laie).
Zum Thema Anwendung bei der Softwarenetwicklung selber
kenne ich daseher weniger. Allerdings basieren Methoden der
KI (künstl- Intelligenz) auch vielfach auf „Trail a. Error“).
Hat dazu vielleicht jemand einen Literatur- oder web-Tipp zur
näheren Einführung in dieses Thema?
Es ist unendlich groß, aber zum Stichwort: Modelle und
Simulation von techn./phys. Problemen wird sich sehr viel
finden lassen. es gibt heute kaum mehr einen Beeich wo nicht
mit Modellen gearbeitet wird.
paar Schlagwörter:
- Elektrotechnik: Schaltungssimulation (Spice)
- Klimamodelle, Wettermodelle,
- Bau/Achitektur: 3D-Modelle mit vollständiger Funktion
ganzer Städte.
- Strömungsmodelle für Rohre, Leitungen, Motoren,
Treibwerke, Kraftwerke, Flugzeuge usw.
- Chemie: Simulation chem. Verbindungen
Die modernsten Entw. gehen dahin, dass man die Funktion
der Gene von kompletten Lebewesen simuliert:
http://www.hallo-holstein.de/forschung-wissenschaft-…
Dass man da auch Gene einfach im Modell systematisch
modifiziert und dann schaut, was dabei raus kommen müßte,
ist naheliegend und demnächst praktisch nutzbar.
Gruß Uwi
)