13858

طراحي بهينه بر مبناي قابليت اطمينان با استفاده از مدل هاي جايگزين

1401

جناب آقاي دكتر وحيد بروجرديان

اين سوال كه چگونه روش‌هايي از حوزه هوش مصنوعي مي‌توانند به بهبود چارچوب‌هاي مرسوم براي بهينه‌سازي طراحي كمك كنند، در چند سال اخير مورد توجه قرار گرفته است. با انگيزه قابليت‌هاي مدل هاي جايگزين در تجزيه و تحليل طراحي بهينه، مدل‌هاي متفاوتي با هدف بهينه‌سازي پيشنهاد شده‌اند. كارهاي ديگري با تمركز بر افزايش سرعت از طريق جايگزيني بهينه سازهاي گران قيمت و حل كننده هاي حالت، يا كاهش فضاي طراحي انجام شده است. بنابراين هدف اين تحقيق ارائه يك بررسي از وضعيت فعلي تحقيقات در اين زمينه است. براي اين منظور، مروري بر كاربردهاي مدل هاي مختلف ارائه شده است و تلاش هايي براي شناسايي دلايل عدم موفقيت كلي قانع كننده انجام مي شود. يك تحليل كامل، جنبه‌هاي مشكل‌ساز و اميدواركننده مدل‌هاي موجود را شناسايي و تمايز مي‌دهد. يافته‌هاي به‌دست‌آمده براي تشريح توصيه‌هايي استفاده مي‌شوند كه معتقدند راه‌هاي پيشرفت علمي را براي تحقيقات بيشتر دراين حوزه تشويق مي‌كنند. مدل‌هاي جايگزين به طور گسترده به عنوان تقريبي از شبيه‌سازي‌هاي گران قيمت مبتني بر فيزيك براي كاهش بار محاسباتي در بهينه‌سازي طراحي مبتني بر قابليت اطمينان استفاده شده‌اند. ناديده گرفتن عدم قطعيت مدل جايگزين به دليل كمبود نمونه هاي آموزشي منجر به طراحي هاي غيرقابل اعتماد در توسعه سيستم هاي سازه اي مي شود. بهينه‌سازي طراحي مبتني بر قابليت اطمينان (RBDO) يكي از مهم‌ترين تكنيك‌ها در سيستم‌هاي مهندسي پيچيده است .اين موضوع يك كانون تحقيقاتي در چند دهه گذشته بوده است. RBDO به ما اجازه مي دهد تا عدم قطعيت هاي منابع مختلف را در مراحل اوليه طراحي در نظر بگيريم. اين روش طرحي را ارائه مي دهد كه محدوديت هاي مختلف و همچنين قابليت اطمينان سيستم طراحي شده را در انجام عملكردهاي مورد انتظار برآورده مي كند. چنين قابليت هايي مي توانند به عنوان اقدامات متقابل در برابر عدم قطعيت هاي قابل پيش بيني در فرآيند توليد يا كاربرد عمل كنند. پس از يك مرور اوليه كوتاه از RBDO و همچنين استراتژي‌هاي متعارف، اين تحقيق به بررسي چگونگي بررسي مدل‌هاي جايگزين براي ساده‌سازي RBDO مي‌پردازد. اين كار از طريق يك مطالعه سيستماتيك انجام مي شود و مزايا و معايب مربوطه را بيان مي كند و در مورد مشكلاتي كه بايد حل شوند بحث مي شود. اين تحقيق مطالعه استفاده از تكنيك هاي مدل‌سازي جايگزين پيشرفته را براي طراحي مبتني بر قابليت اطمينان سيستم سازه اي براي رسيدگي به چالش‌هاي محاسباتي و در نتيجه افزايش كارايي طراحي ارائه مي‌كند. مدل‌هاي جايگزين كريجينگ ابتدا براي توابع عملكرد طراحي سيستم سازه اي توسعه يافته و براي بهينه‌سازي طراحي مبتني بر قابليت اطمينان استفاده مي‌شوند. مطالعات مقايسه‌اي با روش‌هاي طراحي سازه موجود نشان داد كه به‌كارگيري مدل‌هاي جايگزين مي‌تواند به طور قابل‌توجهي كارايي طراحي را در عين حفظ دقت خوب بهبود بخشد.

9/19/2023 12:00:00 AM

84072

1403/07/16

Reliability based design optimization using surrogate models