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Energiedatenmanagementsysteme, NP-vollständige Probleme und andere mathematisch-naturwissenschaftliche Herausforderungen

Profil
Top-Skills
Optimierungsprobleme/NP-vollständige Probleme Energiedatenmanagement-Systeme Mathematik Finanz-Software für Kommunen Kennzahlenvergleichssysteme Edifact Computational Fluid Dynamics Ansys Fluent Klimatologie Physik Chemie php Symfony java JHipster SQL InfluxDB MQTT OptaPlanner
Verfügbar ab
01.11.2022
Aktuell verfügbar - Der Experte steht für neue Projektangebote zur Verfügung.
Verfügbar zu
100%
davon vor Ort
25%
Einsatzorte

Städte
Münster, Westfalen (+50km)
PLZ-Gebiete
Länder
Deutschland
Remote-Arbeit
Nicht möglich
Art des Profiles
Freiberufler / Selbstständiger
Der Experte ist als Einzelperson freiberuflich oder selbstständig tätig.

11 Monate

2021-10

2022-08

Maschinenbelegungsproblem mit parallelen Maschinen

OptaPlanner Theorie der NP-vollständigen Probleme Java ...
Projektinhalte

Der zentrale Fertigungsschritt bei der Herstellung von Ski ist das Zusammenfügen der verschiedenen Layer auf einer Presse.

  • Ausgehend von Produktionsaufträgen (Bestellungen) werden n Projekte definiert. 

  • Jedes Projekt spezifiziert die im Rahmen des Projektes an der Presse zu erledigenden j(n) Jobs, besitzt eine bestimmte Priorität und erklärt Startzeit (Verfügbarkeit der Vorprodukte) und Endzeit (Deadline).

  • Ein Job steht z. B. für: Ski der Marke XY vom Typ Racer in der Länge 175 cm soll in einer Stückzahl von s(j) produziert werden, was im Zeitkorridor und mit der Prio des Projektes zu erledigen ist. 

  • Es stehen p Pressen zur Verfügung. Je nach Ski-Typ kommen nur bestimmte Pressen in Frage. Für jede Presse müssen Ausfallzeiten a_pr(t) für Wartung, Reparatur? berücksichtigt werden. 

  • Für den Pressvorgang werden Gussformen (Molds) benötigt. Unterschiedliche Ski-Typen (unterschiedlicher Ski-Marken) gleicher Länge verwenden bei gleicher Bauart das selbe Mold. Die Anzahl Molds ist begrenzt (i. a. auf eine niedrige einstellige Zahl). Auch für Molds müssen Ausfallzeiten berücksichtigt werden: a_m(t). 

  • Bei all dem muss stets der Betriebskalender der Produktionsstätte berücksichtigt werden.


Ziel der Belegungsplanung:

  • Alle Hard-Constraints (z. B: Job ist einer zulässigen Presse zugeordnet) werden erfüllt

  • minimaler Penalty durch Soft-Constraints (Minimierung der notwendigen Moldwechsel (Umrüstzeiten), Minimierung des Projekt-Verzögerung, u. a.)


Ergebnis:

Es konnte eine Modellierung und Solver-Konfiguration gefunden werden, die bei einer für das Unternehmen typischen Planungsaufgabe zur Maschinenbelegung (mit größenordnungsmäßig 800 Jobs und unter Berücksichtigung der vorhandenen Pressen und Molds und Ausfallzeiten...) zuverlässig (rasch) konvergiert.

Kenntnisse
OptaPlanner Theorie der NP-vollständigen Probleme Java JHipster
Kunde
Sportausrüstungshersteller
9 Monate

2021-10

2022-06

Erweiterung der EDIFACT-Schnittstelle

Software-Entwickler Java JHipster EDIFACT
Rolle
Software-Entwickler
Projektinhalte

Erweiterung der EDIFACT-Schnittstelle um weitere Dokument-Typen 


Kenntnisse
Java JHipster EDIFACT
2 Monate

2021-12

2022-01

Skiverpaarung (Perfect Matching Problem)

Theorie (Mathematik) und Praxis (Programmierung) Java OptaPlanner JHipster ...
Rolle
Theorie (Mathematik) und Praxis (Programmierung)
Projektinhalte

Problemstellung bei der Produktion von Langlaufski:

Langlaufski besitzen einen Holzkern. Effekt: Die physikalischen Eigenschaften der produzierten Ski variieren mit dem eingesetzten Holz: Biegeeigenschaften, Torsionssteifigkeit...

Für jeden Ski (links und rechts werden a priori nicht unterschieden) werden nach der Fertigstellung 11 physikalische Eigenschaften ermittelt. Danach besteht die Aufgabe, sämtliche Ski einer Tausender-Charge so zu Paaren zusammenzustellen, dass bei jedem Paar die physikalischen Eigenschaften möglichst gut übereinstimmen.

Lösung:

Aus den physikalischen Eigenschaften wurde zunächst die zugehörige Abstandsmatrix hergeleitet.
Auf diese konnte dann ein Optimierungs-Algorithmus zur Berechnung eines möglichst perfekten Matchings angewendet werden.

Kenntnisse
Java OptaPlanner JHipster Mathematik: Graphentheorie
Kunde
Sportausrüstungshersteller
2 Jahre 9 Monate

2018-08

2021-04

Entwicklung eines Energiedatenmanagement-Systems bis zur Marktreife

Konzeption, Spezifikation, Programmierung PHP Symfony MySQL ...
Rolle
Konzeption, Spezifikation, Programmierung
Projektinhalte
  • Entwicklung eines Energiedatenmanagement-Systems (EDM)

  • für einen Energiedienstleister (mit dem Schwerpunkt Energiewende)

  • zunächst als Freiberufler, ab 2019-04 in Festanstellung (in Teilzeit)
  • als Webanwendung (Symfony) 
  • bis zur Marktreife in 2021
  • Bis zur Zertifizierung (ISO 50001) durch die BAFA (Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle) 2020-09 nahezu vollständig eigenständige Arbeit am Projekt: Konzeption, Spezifikation und Programmierung
  •  Zielgruppe der Software: Kommunen (erster Referenzkunde ist die Stadt Freiburg), Bau und Liegenschaftsbetriebe (wie z. B. BLB - NRW), aber auch Fabrikstandorte


Gegenstand des EDM (u. a.):

  • Erfassung von Energiedaten aller Art: Energieverbrauch (Gas, Strom, Öl, Kohle,...) und Energieerzeugung (PV, Wind, Biogas,...) und

  • Erfassung aller denkbaren physikalischen Einflussgrößen

  • über reale Messstellen (unterschiedlicher Zählertypen) und virtuelle Messstellen.

  • Räumliche und zeitliche Aggregation (15min., Std.,..., Jahr) aller Energiedaten (Energieträger jeweils für sich und als Summe über alle Energieträger) und

  • räumliche und zeitliche Aggregation aller sonstigen Einflussgrößen.

  • Mandantenfähigkeit (z. B. Beachtung unterschiedlicher Zeitzonen bei der Aggr.)

  • Datenimporte in den Varianten: Web-Formular, Excel, MQTT, Edifact (MSCONS)

  • Berechnung von CO2-Äquivalenten zu allen Energiegrößen

  • Freie Definition von Kennzahlen auf Basis aller erfassten Messgrößen (Formel-Editor inklusive Plausibilitätsprüfung zur eingegebenen Formel)

  • Visualisierung aller erfassten oder berechneten Größen: diverse Diagrammtypen, insb. Sankey zur Beschreibung räumlicher Aggregationen

  • Witterungsbereinigung von Energieverbräuchen der Gebäudeheizung über regionale Klimadaten

  • Fehlerrechnungen als Grundlage für Konfidenzbereiche von Kennzahlen

  • Visualisierung des erwartbaren Effektes von Energieeinsparmaßnahmen


Besondere Herausforderung:  Datencluster

Die Ausgabe der Visualisierung aller erfassten oder berechneten Größen (auch aller Aggregationen) sollte in Echtzeit erfolgen. Zu diesem Zweck wurde ein Datencluster geschaffen, der alle Größen räumlich und zeitlich voraggregiert enthält und sich permanent (beim jedem Datenimport sowie bei jeder denkbaren nachträglichen Datenkorrektur) aktualisiert.

Kenntnisse
PHP Symfony MySQL InfluxDB Datenimport: Edifact: MSCONS Energiedaten-Kennzahlen: Fehlerrechnung Energiedateninterpolation und -extrapolation Berechnung von Konfidenzbereichen MQTT Witterungsbereinigung für Energieverbräuche der Gebäudeheizung
2 Monate

2017-03

2017-04

UN/EDIFACT-Schnittstelle

Software Entwickler Java JHipster EDIFACT
Rolle
Software Entwickler
Projektinhalte

Schaffung einer UN/EDIFACT-Schnittstelle für ein mittelständisches Unternehmen

Kenntnisse
Java JHipster EDIFACT
Kunde
mittelständisches Handelsunternehmen
12 Jahre 5 Monate

2004-04

2016-08

Finanzsoftware für Kommunalverwaltungen

Software-Entwickler css php javascript ...
Rolle
Software-Entwickler
Projektinhalte
  • als externer Mitarbeiter der Firma ProFIS GmbH 

  • weitgehend eigenständige Anwendungsentwicklung

  • Die Firma ProFIS erstellt seit 1999 umfassende Softwarelösungen für Kommunalverwaltungen mit dem Schwerpunkt Finanzen. Bis 2004 existierte eine auf Access basierende Einzelplatz-Lösung für den Stadtkämmerer.

  • Meine Aufgabe war es ergänzend dazu eine Webanwendung zu entwickeln, die jedem Mitarbeiter der Verwaltung Zugang zu allen erdenklichen Funktionalitäten (entspr. seinen Nutzerrechten) gewährt. Zugleich musste die Anwendung für eine Vernetzung aller in der Verwaltung tätigen Mitarbeiter sorgen, um ressortübergreifendes Arbeiten zu ermöglichen. Der Funktionsumfang wurde fortlaufend erweitert - letztlich auch, um die veraltete Access-Lösung vollständig durch die Webanwendung zu ersetzen.

Nach Erreichen dieses Zieles wurde die ProFIS GmbH von der Firma HKS Informatik GmbH (ebenfalls ein Player in diesem Marktsegment) übernommen. (Mein Anteil an der Webanwendung zu diesem Zeitpunkt: > 75%)


Besondere Herausforderungen:

Die relationale Datenbank einer Kommune umfasste typischerweise etwa 500 Tabellen mit im Schnitt etwa 15 Feldern mit z. T. über 1.000.000 Datensätzen. Mithin lag eine besondere Herausforderung in der Laufzeitoptimierung der häufig komplexen Datenbankabfragen (in unterschiedlichen SQL-Dialekten).


Kenntnisse
css php javascript jquery json ajax sql mantis jira git
Kunde
ProFIS GmbH
Einsatzort
Münster
2 Jahre 6 Monate

2005-05

2007-10

Entwicklung eines interkommunalen Kennzahlenvergleichssystem

Anwendungsentwickler Technologien und Herausforderungen: s. o. ProFIS
Rolle
Anwendungsentwickler
Projektinhalte

Die Software der Firma ProFIS (s. o.) ermöglicht der einzelnen Kommune im Rahmen der Webanwendung, Finanzkennzahlen individuell zu definieren und zu analysieren. Daraus entstand die Idee, kommunale Kennzahlen (Finanzkennzahlen und andere ? insgesamt etwa 10.000) kommunenübergreifend zu standardisieren und so deutschlandweit vergleichbar zu machen. Dies führte schließlich zur Entwicklung eines interkommunalen Kennzahlen-Vergleichssystems. Hier speisen die beteiligten Kommunen ihre Daten ein und erhalten im Gegenzug eine Gegenüberstellung ihrer eigenen Kennzahlwerte und denen der Peer-Gruppe (andere Kommunen gleicher Art, Größe,?).

Große Teile wurden als Webanwendung konzipiert; dies war allein mein Part. In einem Dreierteam haben wir das Ganze bis zur Marktreife in 2008 entwickelt. Danach kam es zur Ausgründung der Firma IKVS GmbH. Diese Firma ist bis heute unangefochtener Marktführer in Deutschland; sie wurde 2015 vom VINCI-Konzern übernommen.

Kenntnisse
Technologien und Herausforderungen: s. o. ProFIS
Kunde
IKVS GmbH
Einsatzort
Münster, Westfalen

2017 - 2017: UN/EDIFACT


Kunde: Mittelständisches Unternehmen


Aufgaben:

  • Erarbeitung einer UN/EDIFACT-Schnittstelle


Kenntnisse:

JHipster


2004-04 - 2016-08: weitgehend eigenständige Anwendungsentwicklung


Rolle: externer Mitarbeiter

Kunde: ProFIS GmbH in Münster


Aufgaben:

Die Firma ProFIS erstellt seit 1999 umfassende Softwarelösungen für Kommunalverwaltungen mit dem Schwerpunkt Finanzen und steht damit in Konkurrenz z. B. zu entsprechenden SAP- oder DATEV-Produkten. Bis 2004 existierte eine auf Access basierende Einzelplatz-Lösung für den Stadtkämmerer.

  • Meine Aufgabe war es ergänzend dazu eine Webanwendung zu entwickeln, die jedem Mitarbeiter der Verwaltung Zugang zu allen erdenklichen Funktionalitäten (entspr. seinen Nutzerrechten) gewährt.
  • Zugleich musste die Anwendung für eine Vernetzung aller in der Verwaltung tätigen Mitarbeiter sorgen, um ressortübergreifendes Arbeiten zu ermöglichen.
  • Der Funktionsumfang wurde fortlaufend erweitert - letztlich auch, um die veraltete Access- Lösung vollständig durch die Webanwendung zu ersetzen.
  • Danach hat die Firma HKS Informatik GmbH (ebenfalls ein Player in diesem Marktsegment) die Firma ProFIS übernommen. (Mein Anteil an der Webanwendung zu diesem Zeitpunkt: > 75%)


Besondere Herausforderungen:

Die relationale Datenbank einer Kommune umfasste typischerweise etwa 500 Tabellen mit im Schnitt etwa 15 Feldern mit z. T. über 1.000.000 Datensätzen. Mithin lag eine besondere Herausforderung in der Laufzeitoptimierung der häufig komplexen Datenbankabfragen (in unterschiedlichen SQL-Dialekten).


Kenntnisse:

html, css, php, javascript, jquery, json, ajax, sql, mantis, jira, git


2005-05 - 2008-10: Entwicklung eines interkommunalen Kennzahlenvergleichssystem


Kunde: VINCI-Konzern


Aufgaben:

  • Die Software der Firma ProFIS (s. o.) ermöglicht der einzelnen Kommune im Rahmen der Webanwendung, Finanzkennzahlen individuell zu definieren und zu analysieren
  • Daraus entstand die Idee, kommunale Kennzahlen (Finanzkennzahlen und andere ? insgesamt etwa 10.000) kommunenübergreifend zu standardisieren und so deutschlandweit vergleichbar zu machen
  • Dies führte schließlich zur Entwicklung eines interkommunalen Kennzahlen- Vergleichssystems. Hier speisen die beteiligten Kommunen ihre Daten ein und erhalten im Gegenzug eine Gegenüberstellung ihrer eigenen Kennzahlwerte und denen der Peer-Gruppe (andere Kommunen gleicher Art, Größe,?)
  • Große Teile wurden als Webanwendung konzipiert, dies war allein mein Part.
  • In einem Dreierteam haben wir das Ganze bis zur Marktreife in 2008 entwickelt
  • Danach kam es zur Ausgründung der Firma IKVS GmbH
  • Diese Firma ist bis heute unangefochtener Marktführer in Deutschland; sie wurde 2015 vom VINCI-Konzern aufgekauft


Kenntnisse:

ProFIS

7 Jahre 7 Monate

1995-10

2003-04

Promotionsstudium

WWU, Fachbereich Geowissenschaften
Institution, Ort
WWU, Fachbereich Geowissenschaften
Schwerpunkt

  • Thema: Charakterisierung von Windfeldern über komplexem Terrain zur Standort-Evaluation im Hinblick auf Potentiale der Windkraftnutzung

Arbeitsfelder:

  • Klimatologie
  • Strömungsmechanik
  • Computational Fluid Dynamics (CFD)

Profunde Kenntnisse: CFD-Software Fluent (jetzt Ansys)

7 Jahre 1 Monat

1988-04

1995-04

Mathematikstudium (Nebenfach Physik)

Diplom, Westfälische Wilhelms-Universität (WWU) Münster
Abschluss
Diplom
Institution, Ort
Westfälische Wilhelms-Universität (WWU) Münster
Schwerpunkt
  • Partielle Differentialgleichungen
  • Numerik partieller Differentialgleichungen
8 Jahre 11 Monate

1977-08

1986-06

Schule

Abitur, Wilhelm-Hittorf-Gymnasium in Münster
Abschluss
Abitur
Institution, Ort
Wilhelm-Hittorf-Gymnasium in Münster
Schwerpunkt
  • Leistungskurse: Chemie und Mathematik

Freiberuflicher IT-Dienstleister

englisch

Top Skills
Optimierungsprobleme/NP-vollständige Probleme Energiedatenmanagement-Systeme Mathematik Finanz-Software für Kommunen Kennzahlenvergleichssysteme Edifact Computational Fluid Dynamics Ansys Fluent Klimatologie Physik Chemie php Symfony java JHipster SQL InfluxDB MQTT OptaPlanner
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