Методы оптимизации проектных решений

Гл. 5 имеет ключевое значение. Здесь рассматриваются особенности построения математических моделей преобразования энергии в ЭМУ, удовлетворяющих ряду требований с позиций их применения в САПР, а также основные математические методы оптимизации проектных решений и методы автоматизированного конструирования. [c.7]

Методы оптимизации проектных решений [c.143]

Таким образом различные методы поиска имеют определенные сферы действия в решении задач оптимизации проектных решений. Поэтому при разработке САПР целесообразно включать в ее состав комплекс алгоритмов и программ поисковой оптимизации. [c.173]

Основная особенность оптимизации проектных решений заключается в том, что вни.мание конструктора, главным образом, должно быть сосредоточено на выборе метода синтеза возможных решений. И только после того, как множество возможных решений сформировано либо найден эффективный алгоритм формирования возможных решений, приступают к выбору метода поиска оптимального решения. По существу все методы оптимизации относятся к поиску оптимума на дискретном множестве возможных решений. В отдельных случаях, когда множество возможных решений представляется какой-либо структурой определенного класса, могут применяться известные методы оптимизации (например, методы оптимизации на сетях, комбинаторные методы). В остальных случаях единственной альтернативой методу глобального перебора служит тот или иной метод ограниченного перебора возможных вариантов проектных решений. [c.592]

Например, объектная подсистема поиска оптимальных проектных решений строится на основе инвариантной подсистемы оптимизации. В составе последней находится программное обеспечение, реализующее математические методы оптимизации. Здесь нет возможности для учета конкретных особенностей математического описания того или [c.23]

Кроме того, все методы поиска характеризует одна и та же последовательность действий. Вначале формируется изображающая точка в пространстве параметров оптимизации, и для нее осуществляется проверка выполнения ограничений. Если хотя бы одно из ограничений оказалось невыполненным, то формируется следующая точка, что соответствует выбору нового варианта проекта, и действия по проверке ограничений повторяются. Если все ограничения выполнены, т. е. найден один из допустимых вариантов проекта, то для него определяется значение функции цели. Для вычисления значений функции цели и проверки ограничений используется математическая модель объекта оптимизации и соответствующие алгоритмы анализа. Проверка условий окончания поиска завершает очередной его шаг, на котором бьш получен и сопоставлен с предыдущим еще один вариант объекта оптимизации. Логическая схема поиска, соответствующая приведенному описанию, показана на рис. 5.17. Из описания и схемы видно, что процесс поиска характеризуется циклическими действиями по определению как допустимых, так и оптимальных проектных решений. При этом поиск проводится на некоторой конечной совокупности точек в пространстве параметров, которая задается заранее или определяется в процессе поиска в зависимости от результатов, полученных на предыдущих шагах. [c.150]

Важность этого вопроса применительно к поиску оптимальных проектных решений определяется массовым характером применения соответствующих программ в условиях функционирования САПР. Особенностью САПР является также многообразие требований, которые предъявляются к методам и алгоритмам оптимизации в силу разнообразия решаемых с их помощью задач. В этих условиях, исходя из сравнительной оценки эффективности различных алгоритмов, можно найти области их предпочтительного применения. [c.169]

Ранее были рассмотрены математические методы, нашедшие применение в автоматизированном проектировании электромеханических устройств для моделирования физических процессов в объектах, оптимизации принимаемых проектных решений, а также для выполнения конструкторских работ. Вместе с тем математические методы оперируют обобщенными понятиями и по этой причине не могут в полной мере учитывать особенности конкретной области применения. Для их практического использования в автоматизированном проектировании необходимо перейти к особой цифровой форме представления математических моделей, а на основе математических методов разработать конкретные алгоритмы автоматизированного выполнения проектных процедур. Рассмотрим поэтому особенности построения основных алгоритмов автоматизированного проектирования ЭМУ. При этом следует иметь в виду, что в силу разнообразия классов ЭМУ здесь отражены только общие подходы к разработке соответствующих алгоритмов. Примени- [c.191]

После получения некоторого количества прототипов можно перейти к решению собственно задачи параметрической оптимизации, рассматривая каждый прототип в качестве начальной точки оптимизации. При наличии единственной функции цели для решения этой задачи можно непосредственно использовать методы оптимизации, рассмотренные в 5.2. Однако при комплексном подходе задачи оптимизации ЭМУ необходимо решать с учетом их реального многокритериального характера. При этом качество проектного решения характеризуется уже не одним числом, а упорядоченным набором (вектором) из к чисел (по количеству рассматриваемых критериев), каждое из которых является значением соответствующей целевой функции [c.209]

Учебные САПР имеют ряд особенностей по сравнению с промышленными, к которым прежде всего относятся комплексный характер автоматизации, затрагивающий все этапы проектирования, применение общих методов Математического описания объектов проектирования и оптимизации принимаемых проектных решений, включение наиболее современных приемов автоматизированного ведения проектных работ, ориентация на новейшие технические и системные программные средства. Кроме того, по своей сути учебные САПР являются системами коллективного пользования. [c.289]

Компоненты методического обеспечения рекомендуется создавать на основе перспективных методов проектирования, поиска новых принципов действия и технических решений эффективных математических и других моделей проектируемых систем и их элементов применения методов много-вариантного проектирования и оптимизации использования типовых и стандартных проектных решений стандартных вычислительных и расчетных методов стандартов, прогрессивных нормативов и технических требований к узлам, механизмам и средствам технологического оснащения систем АЛ. [c.98]

Увеличение трудозатрат на этапе конструирования систем АЛ в условиях функционирования САПР происходит за счет дополнительных трудозатрат по внедрению совершенных методов анализа и синтеза принимаемых проектных решений, их многовариантного анализа и методов многокритериальной оптимизации. Это гарантирует принятие наиболее рационального проектного решения, реализуемого на этапах изготовления объектов АЛ, с минимумом общественных трудозатрат и одновременным улучшением качественных характеристик систем АЛ. [c.104]

САПР создана для решения конкретных технических задач и должна обладать свойствами, характеризующими систему как предпочтительную перед другими видами проектирования. Она должна способствовать повышению качества и- технического уровня разработок, в том числе и качества оформления проектной документации обеспечивать существенное повышение производительности конструкторского труда на всех стадиях разработки сокращать цикл конструкторской и технологической подготовки производства совершенствовать проектирование на основе применения математических методов и средств вычислительной техники. С целью более глубокой проработки информации широко используется системный подход при постановке задачи и метод оптимизации при определении основного варианта быть универсальной в пределах одного вида проектирования на основе унификации и стандартизации методов разработки освобождать конструктора от выполнения рутинной работы, что способствует повышению творческого характера и престижности его труда быть рациональной, т. е. использовать минимальный объем памяти ЭВМ для получения координат любой точки самого сложного геометрического элемента конструкции. [c.194]

Появление быстродействующих электронных цифровых вычислительных машин (ЭЦВМ) и возможность использования метода математического моделирования изменили положение. К настоящему времени уже накоплен некоторый опыт применения новых методов и средств поиска наивыгоднейших проектных решений по теплоэнергетическим установкам. Анализ этого опыта позволяет выявить те задачи, решение которых будет способствовать еще более широкому применению метода математического моделирования при оптимизации теплоэнергетических установок. [c.5]

Содержанием комплекса моделей РГ-3 являются процедуры управления освоением проектных параметров с использованием методов планирования эксперимента для выявления проектных решений, нуждающихся в корректировке процедуры определения минимальных ресурсов компенсации риска в результате решения задачи оптимизации пропускной способности сети, связывающей элементы Д- и С-проектов процедуры управления доработкой проекта в процессе внедрения за счет взаимодействия Д- и С-проектов, расчета величины ресурсов, необходимых для компенсации не выявленных при внедрении дефектов проекта. Применение э гих процедур позволяет оптимизировать использование ресурсов, сократить время освоения проектных параметров, гарантировать заданные свойства АСУП после завершения внедрения, автоматизировать ИЯ основе предложенных формальных схем основные процедуры проектирования. [c.21]

Рассмотренный в данном разделе пример выбора проектных параметров носит иллюстративный характер, показывая возможности и достоинства метода геометрического программирования. Решение более общих-и сложных задач оптимизации, особенно с ненулевой степенью трудности, следует проводить с использованием ЦВМ по разработанным для этих целей программам. [c.227]

Поскольку математические методы дают только общий подход к решению проектных задач, необходимо конкретизировать формы их применения в виде алгоритмов автоматизированного выполнения основных этапов проектирования. Этому посвящена гл. 6, в которой рассмотрены алгоритмы выбора аналогов проектируемого объекта, разработки эскиза конструкции, параметрической оптимизации, детального анализа процессов в объекте, определения допусков на параметры и моделирования испытаний ЭМУ, автоматизированного формирования проектной документации. [c.7]

Особенностью таких однородных групп узлов, с одной стороны, является взаимозаменяемость в процессе их проектной оптимизации, а также возможность изменения их количества, направленности процессов по участкам схемы теплообмена, последовательности расположения элементов и других компоновочных преобразований без существенного изменения общей конфигурации термодинамического цикла. Это создает возможности взаимосвязанных перестановок элементов и сравнительно свободного перемещения в пределах их однородной группы. С другой стороны, любые компоновочные преобразования отличаются дискретным либо комбинаторным характером изменения признаков вида тепловой схемы и типов конструкций. Это, а также сложность и трудоемкость теплотехнических расчетов служат причиной неразработанности методов решения задач оптимизации конструктивно-компоновочных параметров и характеристик оборудования и технологической схемы теплоэнергетических установок. [c.40]

Предложенный концептуальный подход к созданию системы средств восстановления включает представление основного материального объекта восстановительного производства - СТО - в виде их целостного многоуровневого иерархического множества, выполняющих соответствующие технологические функции (переходы, операции и процессы) систему методов синтеза каждого уровня элементов и многоуровневую оптимизацию. Система методов синтеза средств и процессов обеспечивает получение эффективных и новых патентоспособных технических решений. Практическое применение предложенных методов обеспечивает безусловный уровень качества технологических воздействий, сокращает объем проектных работ в 2...3 раза и уменьшает на 30...50 % объемы работ по изготовлению и вводу в эксплуатацию средств восстановления деталей. [c.51]

Предлагаемая книга является первой попыткой создать такой курс. Она предназначена в качестве учебного пособия для студентов специальностей Тепловые электрические станции и Промышленная теплоэнергетика при изучении технико-экономических основ проектирования электростанций, а также выполнения курсового и дипломного проектирования. В ней освещены наиболее полные результаты исследований и проектных разработок, полученные в нашей стране, и приведены литературные данные по зарубежным работам. Большое внимание уделено технико-экономическому обоснованию принимаемых инженерных решений. Описанные здесь методы технико-экономической оптимизации, включающие обеспечение заданной надежности снабжения потребителей электрической и тепловой энергией, а также необходимой чистоты воздушного бассейна, разработаны в Саратовском политехническом институте при непосредственном участии авторов настоящей книги или под их руководством. [c.6]

Существующие алгоритмы для ряда других проектных процедур не приспособлены для крупноблочного распараллеливания. Это относится ко всем вычислительным процедурам, сводящимся к рекуррентным вычислениям. Так, не распараллеливаются процессы, относящиеся к разным шагам численного интегрирования систем дифференциальных уравнений или поисковой оптимизации. Это не означает, что моделирование динамических процессов, поисковая оптимизация и другие подобные им задачи невозможно решать на основе крупноблочного распараллеливания. Такое решение становится возможным по мере разработки соответствующих методов и алгоритмов параллельных вычислений. [c.313]

Программа построения оптимальных маршрутов проектирования осуществляет оптимальный выбор (по ряду критериев) ППП для решения поставленных проектных задач, определяет порядок их выполнения, обеспечивает информационную совместимость пакетов в цепочке. Оптимальность понимается в смысле минимизации времени и максимизации качества решения задач, имеющимся в составе комплексной САПР набором ППП достижения информационной совместимости с минимальными потерями или минимальными запросами дополнительной информации. Теоретической основой построения программы являются методы решения задач многокритериальной оптимизации на основе Парето — оптимальных сверток. [c.31]

В учебнике представлены схемы, конструкции, основы и методы расчета кузнечноштамповочных машин различного технологического назначения методы и средства автоматизации проектирования, соответствующие достигнутому уровню развития этих машин, включая оптимизацию проектных решений. [c.2]

Рассмотренная совокупность алгоритмов оптимизации, включая и алгоритм поиска аналогов, бьша реализована в подсистеме поиска оптимальных проектных решений САПР гиродвигателей и представлена в виде соответствующего обобщенного алгоритма. Кроме того, в состав методического обеспечения подсистемы включаются методы математического моделирования основного злектромеханического и сопутствующих ему преобразований энергии, а также соответствующие алгоритмы анализа рабочих показателей проектируемых объектов. [c.229]

Под оптимизацией понимают процесс выбора наилучшего варианта из всех возможных. С точки зрения инженерных расчетов методы оптимизации позволяют выбрать наилучшии вариант конструкции, наилучшее распределение ресурсов, минимальный урон природной среде и т.п. В процессе решения задачи оптимизации необходимо найти оптимальные значения некоторых параметров, их называют проектными параметрами. Выбор оптимального решения проводится с помощью некоторой функции, называемой целевой функцией. [c.277]

Для проектирования технологических процессов в автоматическом режиме используется метод оптимизации посредсЪом полного перебора вариантов решений. Пользователь задает один из предложенных критериев оптимизации минимальную трудоемкость минимальные затраты минимальную технологическую себестоимость. Затем происходит автоматический выбор элементов технологического процесса по указанному критерию. Пользователю предлагается просмотреть результаты. При просмотре результатов высвечиваются последовательно все фрагменты технологического процесса с указанием наименования операции, перехода, оборудования, инструмента, оснастки, а также наименование и обозначение элемента изделия. Выводится также указанная пользователем числовая информация о выбранном проектном решении. [c.614]

Вопросы создания систем автоматизированного проектирования в связи с интенсивныхм расширением работ но САПР вступают во вторую стадию развития. Первую стадию можно охарактеризовать как несистемную — выбор структуры САПР происходил под действием различных случайных факторов, таких как известность разработчикам систем тех или иных методов и алгоритмов проектирования, наличие определенных ограниченных средств вычислительной техники, разработанность системного программного обеспечения, квалификация проблемных и системных программистов. Вторая стадия характеризуется системным подходом и применением методов системного анализа и математической оптимизации при создании САПР. Переход ко второму этапу предопределен интенсивным развитием методов, алгоритмов и специализированных унифицированных технических средств автоматизации проектирования, вычислительной техники, методов программирования, систем информационного обеспечения, а также широким освещением достижений в области САПР в специальной литературе. Разработчики САПР поднялись на тот уровень, когда следует говорить не только о качестве вырабатываемых системой проектных решений, но и затратах ресурсов на выработку того или иного проектного решения, т. е. о качестве САПР [30]. [c.144]

С учетом современных методов построения ППП разработан и получил широкое применение при проектировании ЭМП ряд пакетов как объектно-независимых, так и объектно-ориентированных [65]. Объектно-ориентированные ППП предназначены для решения проектных задач сравнительно узкого класса ЭМП и применяются соответственно в САПР синхронных двигателей, крупных электрических машин, трансформаторов, синхронных генераторов автономной электроэнергетики и т. п. Объектно-независимые ППП предназначены в основном для решения задач оптимизации параметров и анализа динамических режимов практически любых ЭМП. К их числу можно отнести пакет для многокритериального оптимального проектирования ЭМП в диалоговом режиме (ППП МОПО) [65] и пакет для моделирования динамических процессов электромеханических систем ( 7.4). [c.155]

Несколько иной подход реализуется в методе последовательных уступок [46]. Здесь предварительно все критерии оптимальности ранжируются по степени их важности в решении конкретной проектной задачи. Далее решается задача однокритериальной оптимизации по отношению к наиболее важному критерию Ql при игнорировании всех остальных частных функций цели. Задается уступка ЛQl, т. е. допустимое ухудшение критерия в сравнении с его оптимальным значением, и на следующем шаге решается задача оптимизации 02 при условии, что уровень 01 должен быть не хуже заданного уступкой Д01. Аналогичные действия выполняются до получения экстремального значения 0 при удовлетворении соответствующих ограничений по остальным критериям. Таким образом, метод последовательных уступок позволяет получать варианты проекта, одновременно удовлетворяющие системе вводимых ограничений по уровням рабочих показателей, принимаемых в качестве частных критериев оптимальности. Важно отметить, что эти варианты получаются в результате целенаправленных действий по исследованию поведения функций цели в пространстве параметров оптимизации. [c.215]

Наиболее просто осуществляется проект рихтовки подкранового пути с помощью оформляющих в виде прямых линий. В работе [ 9 ] описаны графический, графо-аналитический и аналитический способы определения положения таких прямых при условии минимума рихтовочных работ. В целом же задача проведения двух выравнивающих 1фямых имеет различные аналитические решения. П.И. Варан и В.П.Шелест разработали оптимизацию рихтовки подкрановых рельсов методами математического программирования (Инж. Геод. 1976, N 19. С.3-10). В.Януш (Принципы вычисления отклонений рельсов подкранового пути от проектного положения //Рп. еос . 1983, 55, N5. 5.36-40) пред лагает три варианта вычисления отклонений рельсов от проектного положения с учетом условий прямолинейности и параллельности рельсов прямолинейности, параллельности и минимума отклонений рельсов от осей подкрановых балок прямолинейности, параллельйости и минимума отклонений рельсов от осей колони. [c.147]

Работа посвящена выбору конструктивно-технологических параметров автоматических станков и линий, сформулированному как математическая задача моделирования их технико-экономической эффективности еще в процессе ироек-тировання. Разработанная модель поиска ( модель цели ) позволяет производить упорядоченный перебор возможных сочетаний (ситуаций) параметров тех или других проектных вариантов конструктивно-технологических решений по выбранному критерию оптимизации. Инженерный метод поиска иллюстрируется конкретными примерами вариантов автоматических линий. [c.337]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...