Árbók VFÍ/TFÍ - 01.06.2003, Blaðsíða 257

BESTUN HÖNNUNAR FYRIR
ÓLÍK SVIÐ MEÐ AÐGERÐAR- OG
LÍKANSTUDDRI RÖKLEIÐSLU
Magnús Þór Jónsson lauk prófi í vélaverkfræði frá Háskóla íslands 1982 og doktorsprófi frá NTH í Þrándheimi 1987.
Hann starfaði sem sérfræðingur hjá SINTEF í Þrándheimi 1984, hjá verkfræðistofunni Fjarhitun hf. 1985-1988. Varð
dósent við verkfræðideild Háskóla Islands 1988-1994 og prófessor frá 1995.
Abstract
A new approach to multidisciplinary design optimization, based on functional and model concepts, is presented. The
approach makes use of functional and model based reasoning techniques, by applying elementary knowledge or infor-
mation to optimize locally each element in a bond graph model.The global search methods for the topology design are
genetic algorithms.The basic features of the presented approximations are illustrated by designing a pipe system.
Inngangur
Takmörkun mannsins er hindrun á vegi hans til að leita bestu lausnar. Með þetta í huga
þarf hönnuður að takast á við verkefni sitt og gæta þess að takmarka ekki lausnarrúmið
það mikið að ekki fáist besta lausn. Sú hætta er fyrir hendi ef yfirsýn vantar yfir vanda-
málið eða það er einfaldað of mikið. Á síðasta áratug var sú skoðun ríkjandi meðal verk-
fræðinga að í framtíðinni yrði bestun ráðandi þáttur í hönnunarferlinu. JafnVel þó að
skrifaðar hafi verið fjölmargar fræðigreinar sem sýna fram á gagnsemi bestunar, hefur
ekki orðið mikil breyting í þessa átt [19]. Hvað veldur? Eflaust eru til mörg svör við þess-
ari spurningu en í þessari grein verða settar fram nýjar áherslur í hönnunarferlinu með
tengingu á aðgerðar- og líkanstuddri rökleiðslu við bestunaraðferðir sem hafa verið
þróaðar fyrir ólík svið kerfishönnunar.
Verkfræðileg hönnun er í mörgum tilvikum flókið viðfangsefni þar sem hönnuðurinn
þarf að takast á við margþætt vandamál. Hugmyndafræði verkfræðinnar er að brjóta
vandamálið niður í verkefni sem hægt er að leysa [7], en hvernig það er gert getur skipt
sköpum við lausn vandamálsins. Á undanförnum árum hafa fræðimenn rannsakað
hönnunaraðferðir sem tengjast bestun hönnunar með tilliti til ólíkra sviða, svokallaðar
MDO-aðferðir (e. Multidisciplinary Design Optimization) [2, 3, 11, 13 og 16] og felast í því
að flokka hönnunarvandamálið niður í svið sem hægt er að skoða staðbundið, samhliða
því að viðhalda víðværri bestun. Á sama tíma hafa fræðimenn á sviði gervigreindar
athugað ákvörðunartöku í hönnunarferlinu og sett fram svokallaðar rökleiðsluaðferðir (e.
reasoning methods) [1,17]. Meðal rökleiðsluaðferða, sem hafa verið þróaðar í tengslum við
hönnun, má nefna líkanstudda rökleiðslu (e. model based reasoning), reynslustudda rök-
leiðslu (e. case based reasoning) og aðgerðastudda rökleiðslu (e. functional reasoning) [17].
í aðferðinni sem hér er sett fram er leitast við að finna bestu lausn með því að þróa líkan
sem fylgir hönnunarferlinu frá hugmyndastigi, í gegnum hlutastig, yfir á einingarstig.
Líkanið samanstendur af hlutbundnum einingum, samskonar og notaðar eru sem grunn-
Ritrýndar vísindagreinar
2 5 3