Оптимизация - проект
Cтраница 1
Оптимизация проекта является главной целью, по существу, каждого инженера, который стремится создать отдельный элемент, устройство или систему для удовлетворения определенным потребностям. Однако осуществление этой цели обычно затруднено, поскольку в распоряжении конструкторов находится неболь шое число стандартизированных методов, способных помочь им в оптимизации. Цель этой книги-продемонстрировать методы оптимизации конструкций, которые могут быть использованы при проектировании механических систем и конструкций. Эти методы основаны на нелинейном программировании и теории оптимального управления. Однако для расширения практических возможностей проектирования механических систем и конструкций эти методы модифицированы с учетом специальных нужд и особенностей рассматриваемой области технического проектирования. Таким образом, в центре внимания в книге находятся методы оптимального проектирования конструкций и механических систем, а не просто теория оптимизации. [1]
 |
Оптимальные проекты виброизолятора для задачи 2. [2] |
Оптимизация проекта для фиксированного значения свободного параметра в задаче 1 является, однако, непрактичной. Поэтому необходимо явно рассматривать изменение свободного параметра в известных или предполагаемых пределах. [3]
Хотя оптимизация проектов может быть осуществлена и без помощи ЭВМ, более того, она так и производится в большинстве случаев, применение ЭВМ облегчает выполнение этой задачи и позволяет уточнять математические модели оптимального проектирования. [4]
Если говорить об оптимизации проекта с учетом безопасности пилотируемого комплекса, то прежде всего необходимо отметить-тот факт, что при этом ставится задача не только оптимизации: готового проектного решения с заданной структурой, но и рационального комплексирования состава технических средств КЛА к состава специальных систем безопасности. [5]
Выполняемая на VI этапе оптимизация смешанного альтернативного сетевого проекта состоит по существу в переборе вариантов, представленных моделью. Но подобная межвариантная оптимизация имеет научный интерес не только в связи со сложностью оценки вариантов по нескольким качественно различным показателям, но главным образом потому, что здесь приходится сравнивать не отдельные варианты, а целые их группы, объединенные в рассмотренные выше совокупные варианты. [6]
Рассмотрим общие методы синтеза и оптимизации проекта. Синтез проекта заключается в рациональном выборе элементов системы из возможных конструкторских, технологических, схемных и эксплуатационных вариантов системы с различным составом на уровне элементов, агрегатов, бортовых систем, модулей и комплекса в целом. Классическим методическим приемом оптимизации проектных решений является перебор вариантов и отбор наилучших решений. Этот путь для такой сложной системы как КЛА не является реальным, даже с применением современных ЭВМ, из-за чрезмерно большого числа вариантов. Поэтому практика подсказывает инженерный путь создания математических эквивалентных моделей, соответствующих определенным проектным задачам, с помощью которых осуществляется не перебор вариантов, а направленный отбор решений с использованием инженерных приемов, включая структурные методы и приближенные квазиоптимальные решения. [7]
Разработка укрупненной модели синтеза и оптимизации проекта по обобщенным показателям стоимость - эффективность дает мощный инструмент для разработки совершенного предварительного проекта с охватом большого числа существенных факторов и параметров и их сочетаний, а также позволяет исследовать и проанализировать множество вариантов построения комплекса. [8]
Понятно, что при решении частных задач по оптимизации проектов разработки невозможно провести сложное исследование вариантов развития ТЭБ страны по всей цепочке взаимообусловленных затрат на перспективу. Поэтому возникает необходимость использовать результаты исследований по оптимизации топливно-энергетического хозяйства, выполненные в масштабе всей страны и ее отдельных районов другими научно-исследовательскими институтами и специалистами. При этом следует иметь в виду, что вовлечение в разработку небольших и средних газовых месторождений практически не меняет тех пропорций развития энергетического хозяйства, для которых вычислены сами замыкающие затраты. Но при проектировании разработки крупных и уникальных месторождений вариация годовых отборов может повлиять на изменение замыкающих затрат на топливо. Например, если из месторождения с запасами газа 3 трлн. м3 отбирать 3 или 10 % в год, т.е. 90 или 300 млрд. м3 / год, то в первом случае замыкающие затраты будут возрастать, так как для обеспечения народного хозяйства в расчетном потреблении потребуется ввести в эксплуатацию и менее эффективные по геолого-экономической характеристике месторождения, в то время как во втором случае в принципе окажется возможным даже законсервировать некоторые объекты с худшими параметрами. Поэтому при оптимизации разработки небольших и средних месторождений можно использовать замыкающие затраты без изменения, а для крупных и уникальных - необходимо перейти к среднеотраслевым показателям или внутренним ценам. [9]
В результате анализа чувствительности получаем значения градиентов, которые требуются в сущности для всех итеративных методов оптимизации проекта. К ним относятся методы последовательной безусловной Минимизации / 5 /, использованные ранее Шмитом и соавторами / 6 7 8 / в области конструкций и механизмов. Авторы данной книги использовали также методы анализа чувствительности в качестве существенной части алгоритма проекции градиента в пространстве состояний 7 9 /, который тесно связан с методом обобщенного приведенного градиента I 3 I нелинейного программирования. Наконец, более современный метод расширенной функции Ла-гранжа I 9 / Требует знания градиента и может использовать упомянутый метод анализа чувствительности как более совершенный по сравнению с ранними алгоритмами нелинейного программирования. [10]
В результате анализа чувствительности получаем значения градиентов, которые требуются в сущности для всех итеративных методов оптимизации проекта, К ним относятся методы последовательной безусловной минимизации [56], использованные ранее Шмитом и соавторами [38, 142, 161] в области конструкций и механизмов, Авторы данной книги использовали также методы анализа чувствительности в качестве существенной части алгоритма проекции градиента в пространстве состояний [14, 53,93, 98], который тесно связан с методом обобщенного приведенного градиента [1] нелинейного программирования. Наконец, более современный метод расширенной функции Лагранжа [81, 102] требует знания градиента и может использовать упомянутый метод анализа чувствительности как более совершенный по сравнению с ранними алгоритмами нелинейного программирования. [11]
Параллельный инжиниринг [ Concurrent Englneereing ( CE) ] - метод управления или функционирования, применяемый для оптимизации проекта, процесса производства, сопровождения изделия с помощью сред разработки, в которых специалисты в различных прикладных областях ( проектирование, маркетинг, технология производства, планирование процессов и поддержка) совместно работают, используя данные на всех этапах жизненного цикла изделия. [12]
Анализ чувствительности позволяет выявить исходные параметры или условия, влияние которых на итоговые показатели максимально, и разработать систему мер по оптимизации проекта. Такие меры могут включать уточнение значений некоторых исходных характеристик до начала осуществления проекта, выбор технических решений, в максимальной степени демпфирующих действие негативных факторов, и т.п. Кроме того, выявление наиболее значимых факторов необходимо для оценки рисков, связанных в первую очередь с такими факторами. При анализе чувствительности необходимо различать два аспекта проблемы: оценку чувствительности проекта к возможным изменениям исходных характеристик объекта, цен на продукцию и других факторов, влияющих в первую очередь на объем выручки и величину затрат, и оценку чувствительности проекта к условиям его финансирования, влияющим на эффект рычага, или так называемый леверидж ( см. далее, а также гл. [13]
Так как проектирование ставит своей целью не только разработку допустимого варианта проекта, но и варианта, наиболее выгодного в экономическом отношении, то возникает задача оптимизации проекта. [14]
Если ранние конструкции САП помогали конструктору решать лишь отдельные задачи, то современные САП решают комплекс задач: сокращение сроков проектирования и изготовления серийной сложной РЭА, оптимизация проектов, упрощение процессов технологической подготовки производства и изготовления изделий с использованием автоматов и полуавтоматов, предназначенных для производства, контроля и наладки готовых изделий. [15]
Страницы: 1 2