Multidisziplinäre Analyse und Optimierung

Sensitivitätsanalyse

Mit Sensitivitätsanalyse beantwortet man folgende Fragen zur Reduzierung der Entwurfskomplexität und zur Erklärung der Ursache-Wirkungs-Beziehung:

  • Welcher Modellparameter hat den größten Einfluss auf das Systemverhalten und muss beim Entwurf besonders berücksichtigt werden?
  • Welche Parameter haben keinen Einfluss auf das Systemverhalten und können beim Entwurf vernachlässigt werden?
  • Welche Interaktionen zwischen den einzelnen Parametern treten dabei auf?

Mit OptiY® kann man nicht nur lokale, sondern auch globale Sensitivitäten für beliebige Funktionen der Ausgangsgrößen mit beliebigen Parameter-Verteilungen berechnen.

Lokale Sensitivitäten

Die partiellen Ableitungen und auch Korrelationskoeffizienten werden als lokale Sensitivitäten betrachtet. Diese lokalen Sensitivitäten können nur verwendet werden, wenn der Zusammenhang zwischen Eingangs- und Ausgangsgrößen linear ist.

Globale Sensitivitäten

Lokale Sensitivitäten haben nur geringe Aussagekraft, weil die Ausgangsgrößen nur an den Grenzen abgetastet werden. Die Parameter streuen jedoch im gesamten Entwurfsraum, welcher häufig nichtlinear ist. Globale Sensitivitäten wie Sobol Index betrachten den Einfluss der Parameterstreuungen auf die Streuungen der Ausgangsgrößen im gesamten nichtlinearen Entwurfsraum. Der Haupteffekt ist der Quotient aus der durch einzelne Parameter verursachten Streuung zu der durch alle Parameter verursachten Streuung der Ausgangsgröße. Der Totaleffekt summiert sich aus dem Haupteffekt und der Interaktionen zwischen den einzelnen Parametern.

Dynamische Systeme

Die 1D globalen varianzbasierten Sensitivitäten mit Haupt- und Total-Effekt für die dynamische Zeitsignal können auch mit OptiY bei der 1D-probabilistischen Simulation berechnet werden. Damit steht den Ingenieure ein leistungsfähiges Werkzeug zur Verfügung, um in der frühen Entwurfsphase dynamischer Systeme richtige Entscheidungen in Bezug auf Zuverlässigkeit und Qualität zu treffen.