Jobbeschreibung
Die Fraunhofer-Gesellschaft betreibt in Deutschland derzeit 76 Institute und Forschungseinrichtungen und ist die weltweit führende Organisation für anwendungsorientierte Forschung. Rund 30 800 Mitarbeitende erarbeiten das jährliche Forschungsvolumen von 3,0 Milliarden Euro.
Das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM ist das weltweit größte Institut für Industriemathematik und zählt zu den Top-Arbeitgebern in Deutschland. In der Abteilung Optimierung erarbeiten wir mithilfe von mehrkriteriellen Optimierungsverfahren innovative Lösungen für die vielfältigen Herausforderungen unserer Kunden aus den unterschiedlichsten Branchen. Die Ergebnisse unserer Forschungsarbeiten stiften direkten Nutzen in Industrie und Gesellschaft. Die Ergebnisse unserer Forschungsarbeiten stiften direkten Nutzen in Industrie und Gesellschaft. Beispiele hierfür sind die optimierte Bestrahlung von Tumoren und die Planung von Freiflächenphotovoltaikanlagen.
Zur Steigerung der Ressourcen- und Energieeffizienz in der Produktion entwickelt das Fraunhofer ITWM Vorhersagemodelle, auf deren Grundlage Prozessoptimierungen durchgeführt werden. Diese Modelle werden durch die Anpassung von Modellparametern an Messdaten kalibriert. Die Güte dieser Anpassung ist mitentscheidend für die Güte der Vorhersagemodelle. Die Anpassungsgüte hängt nicht nur von der Messgenauigkeit ab, sondern auch vom Design der Messungen. Typischerweise wird diese Aufgabe der Versuchsplanung durch eine Linearisierung in den Modellparametern adressiert. In der Verfahrenstechnik und Biotechnologie hat man es jedoch oft mit stark nichtlinearen Zusammenhängen zu tun. Gegenstand dieser Arbeit ist die Entwicklung und Untersuchung von Methoden, um nichtlineare Zusammenhänge bei der Versuchsplanung so zu berücksichtigen, dass ein praktischer Benefit für die industrielle Anwendung entsteht.
Im Rahmen Ihrer Promotion können Sie die folgenden Fragestellungen untersuchen:
- Wie können Unsicherheiten möglichst verlässlich quantifiziert werden?
- Wie wirken sich Nichtlinearitäten im Vorhersagemodell auf die Versuchsplanung aus?
- Wie kann das Problem praxisrelevant formuliert und gelöst werden?
- Welche Optimierungsverfahren sind besonders geeignet bzw. wie müssen diese angepasst werden?
- Wie können hilfreiche, interaktive Softwarewerkzeuge zur Entscheidungsunterstützung gestaltet sein?
- Einen wissenschaftlichen Hochschulabschluss in Mathematik, Informatik oder Physik
- Hohes Abstraktionsvermögen und mathematische Problemlösungskompetenzen
- Freude an angewandter, mathematischer Optimierung und Motivation, Ihre Modelle und Algorithmen in Software umzusetzen
- Idealerweise Kenntnisse in mathematischer Modellierung und numerischen Methoden, beispielsweise aus der nichtlinearen Optimierung
- Bereitschaft und Interesse, sich in neue Themen und Konzepte einzuarbeiten
- Gutes Deutsch und Englisch zur anschaulichen Vermittlung komplexer Themen
- Arbeiten in kleinen, agilen Projektteams an innovativen mathematischen Fragen und weitreichende Gestaltungsmöglichkeiten
- Einblicke in die Anforderungen und Herausforderungen der industriellen Praxis, während Sie frei von Projektverpflichtungen an Ihrem Promotionsthema forschen
- Erwerb von Domänenwissen und IT-Kenntnissen im Rahmen Ihrer Einarbeitungsphase
- Umfangreiches Weiterbildungsprogramm zu verschiedenen mathematischen Methoden, zu IT-Themen und Soft Skills
- Möglichkeiten, wissenschaftlich zu publizieren und an Konferenzen teilzunehmen
- Flexible Arbeitszeiten und Unterstützungsangebote für eine gute Work-Life-Balance