Метод последовательной оптимизации и оценки надежности для эффективного вероятностного проектирования

Вероятностное проектирование, включая проектирование с учетом надежности и робастное проектирование, предоставляет инструменты для принятия надежных решений с учетом неопределенности, связанной с проектными переменными и параметрами, а также с моделями имитационного моделирования. Поскольку вероятностная оптимизация часто включает процедуру с двумя вложенными циклами, состоящую из общей оптимизации и итерационной вероятностной оценки, ее вычислительные затраты чрезвычайно высоки. В настоящей работе разработан метод последовательной оптимизации и оценки надежности (SORA) для повышения эффективности вероятностной оптимизации. Метод SORA использует одноконтурную стратегию, состоящую из серии циклов детерминированной оптимизации и оценки надежности. В каждом цикле оптимизация и оценка надежности выполняются раздельно; оценка надежности проводится только после детерминированной оптимизации для проверки выполнимости ограничений в условиях неопределенности. Ключевая идея предлагаемого метода заключается в смещении границ нарушенных ограничений с низкой надежностью в сторону области допустимых решений на основе информации о надежности, полученной в предыдущем цикле. Проектное решение быстро улучшается от цикла к циклу, а вычислительная эффективность значительно повышается. Для демонстрации эффективности метода SORA представлены два инженерных приложения: проектирование надежности ударопрочности автомобиля при боковом ударе и интегрированное проектирование с учетом надежности и робастности редуктора.