VERSUCHSPLAN / OPTIMIERUNG



INTENTION


Eine der häufigsten Aktivitäten in der Chemometrie (Chemometrik) ist die Optimierung bestehender Prozesse / Verfahren. Sei es die Suche der besten Bedingungen für die Reaktionsführung, die günstigsten Parameter für einen Produktionsprozess oder das Tuning eines Messgeräts, die Optimierung ist der zentrale Baustein. Dazu gehört auch die statistische Versuchsplanung (design of experiments), hier vertreten durch das Programm VPLAN.

Es ist entscheidend, die richtige Optimierungsstrategie zu verwenden.
Auch wenn der zu untersuchende Prozess einfach ist (unimodal, 1 Optimum) sollte das adäquate Werkzeug (Simplex, Response Surface Modelling) eingesetzt werden, beide Optionen haben definierte Vor-, Nachteile. Einfache zu bedienende Software und eine interaktive Visualisierung (3D-, 4D-Grafik) sind von großer Bedeutung. Die entsprechenden Programme sind SIMSOFT und RSMSOFT.

Eine gravierende Herausforderung sind multimodale Prozesse (mehrere Nebenoptima).
In der Literatur beschrieben sind diverse biologische Suchalgorithmen (Ameisen- , Kuckuck- , Käfer-Antenne-, Genetischer-, Schwarm-Algorithmus, ...), die Leistungsfähigkeit ist sehr unterschiedlich. Dies bezieht sich auf Effizienz als auch Effektivität des Ansatzes. Manche Suchstrategien sind aufwändig in der Ausführung (viele Untersuchungszyklen), andere verfangen sich immer wieder in einem Nebenoptimum.

Häufig eingesetzt wird der Genetische Algorithmus, hier implementiert in der Software GENOPT. Gute Effizienz (wenig Zyklen mit Bestimmung der Zielgröße) und Effektivität (Abweichung vom korrekten Resultat) hat die Partikel-Schwarm-Optimierung, hier vertreten durch die Software SCHWARMOPT.