مقاله انواع روش های بهینه سازی

معرفی و بخشهایی از متن مقاله تحقیقاتی بهینه سازی در طراحی ساختاری و معرفی انواع مختلف روش های آن

چکیده

بهینه سازی یک فعالیت مهم و تعیین کننده در طراحی ساختاری است. طراحان زمانی قادر خواهند بود طرح های بهتری تولید کنند که بتوانند با روش های بهینه سازی در صرف زمان و هزینه طراحی صرفه جویی نمایند. بسیاری از مسائل بهینه سازی در مهندسی، طبیعتاً پیچیده تر و مشکل تر از آن هستند که با روش های مرسوم بهینه سازی نظیر روش برنامه ریزی ریاضی و نظایر آن قابل حل باشند. بهینه سازی ترکیبی (Combinational Optimization)، جستجو برای یافتن نقطه بهینه توابع با متغیرهای گسسته (Discrete Variables) می باشد. امروزه بسیاری از مسائل بهینه سازی ترکیبی که اغلب از جمله مسائل با درجه غیر چندجمله ای (NP-Hard) هستند، به صورت تقریبی با کامپیوترهای موجود قابل حل می باشند. از جمله راه حل های موجود در برخورد با این گونه مسائل، استفاده از الگوریتم های تقریبی یا ابتکاری است. این الگوریتم ها تضمینی نمی دهند که جواب به دست آمده بهینه باشد و تنها با صرف زمان بسیار می توان جواب نسبتاً دقیقی به دست آورد و در حقیقت بسته به زمان صرف شده، دقت جواب تغییر می کند.

هدف از بهینه سازی تعیین متغیرهای طراحی است، به گونه ای که تابع هدف کمینه یا بیشینه شود.

بررسی روش های جستجو و بهینه سازی

پیشرفت کامپیوتر در طی پنجاه سال گذشته باعث توسعه روش های بهینه سازی شده، به طوری که دستورهای متعددی در طی این دوره تدوین شده است. در این بخش، مروری بر روش های مختلف بهینه سازی ارائه می شود.

شکل 1-1 روش های بهینه سازی را در چهار دسته وسیع دسته بندی می کند. در ادامه مقاله، هر دسته از این روش ها مورد بررسی قرار می گیرند.

روش های شمارشی

در روش های شمارشی (Enumerative Method)، در هر تکرار فقط یک نقطه متعلق به فضای دامنه تابع هدف بررسی می شود. این روش ها برای پیاده سازی، ساده تر از روش های دیگر می باشند؛ اما به محاسبات قابل توجهی نیاز دارند. در این روش ها سازوکاری برای کاستن دامنه جستجو وجود ندارد و دامنه فضای جستجو شده با این روش خیلی بزرگ است. برنامه ریزی پویا (Dynamic Programming) مثال خوبی از روش های شمارشی می باشد. این روش کاملاً غیرهوشمند است و به همین دلیل امروزه به ندرت به تنهایی مورد استفاده قرار می گیرد. ...