Оптимизация элементов конструкции с помощью генетического алгоритма в существующих программных продуктах

Abstract

RU: Цель. Более полвека существует эволюционный механизм оптимизации, более 20 лет многие CAE-системы существуют и развиваются. Годами нарабатывался опыт оптимизировать те или иные элементы с помощью генетического алгоритма. Крупнейшие компании разрабатывали платформы для упрощения расчетов инженеру. Конечно, за пару лет не достичь всех этих результатов, но использовать уже существующие механизмы и создавать на их основе более качественные программные продукты, не это ли главное в нашей области. В связи с этим цель данной статьи: исследовать возможные механизмы оптимизации у сторонних систем, и применения этих механизмов в разрабатываемом программном продукте. Также перед автором возникает ряд и других задач, таких как объединение механизмов нескольких программных компонентов и использование полученных результатов для предоставления отчета по всем связанным системам. Методика. Основное содержание исследования заключается в изучении возможностей системы ANSYS и ее платформ, возможность интеграции со сторонними приложениями и двунаправленная передача параметров. Автор приводит одно из рассмотренных решений поставленной задачи. В статье описывается пошаговое выполнение реализации в системе ANSYS оптимизации элемента конструкции. Также описана возможная передача параметров, как из разрабатываемого программного продукта, так и с платформы ANSYS Workbench. Разработанная модель интеграции двух систем реализована в программном продукте «Подбор сечений». Результаты. Была проведена оптимизация элемента конструкции в системе ANSYS. Полученные данные идут для сравнения результатов оптимизации разрабатываемого продукта. Что поспособствует дальнейшему улучшению системы в целом. Разработанная модель интеграции двух систем показали эффективность данной связки. Данные обновляются в обеих системах, без каких либо длительных процессов. Само построение геометрической модели занимает много времени, но в дальнейшем все графические построения будут производиться автоматически. Научная новизна. Добавление в программный продукт уже реализованные механизмы увеличивает значимость этого продукта. Автор считает, реализация несколькими системами генетического алгоритма даст более подробную картину по оптимизированному элементу. Не изучая что-то новое, и не добавляя в разрабатываемое приложение новых возможностей, этот продукт перестанет соответствовать требованием по решению рода задач, которые на данный момент с легкостью решаются. И тем самым в приложении не будет необходимости. Практическая значимость. В статье описываются построение модели для оптимизации элемента конструкции из стороннего приложения в системе ANSYS. Рассмотренная интеграция систем поможет в дальнейшем реализовать связку с другими программными продуктами, и тем самым улучшая разрабатываемую программу и изучая все новые и новые возможности для оптимизации с помощью генетического алгоритма.

UK: Мета. Більш півстоліття існує еволюційний механізм оптимізації, більше 20 років багато CAE-системи існують і розвиваються. Роками напрацьовувався досвід оптимізувати ті чи інші елементи за допомогою генетичного алгоритму. Найбільші компанії розробляли платформи для спрощення розрахунків інженеру. Звичайно, за пару років не досягти всіх цих результатів, але використовувати вже існуючі механізми і створювати на їх основі більш якісні програмні продукти, чи не це головне в нашій області. У зв'язку з цим мета даної статті: дослідити можливі механізми оптимізації у сторонніх систем, і застосування цих механізмів в розробляється програмному продукті. Також перед автором виникає ряд і інших завдань, таких як об'єднання механізмів декількох програмних компонентів і використання отриманих результатів для надання звіту за всіма зв'язаних систем. Методика. Основний зміст дослідження полягає у вивченні можливостей системи ANSYS і її платформ, можливість інтеграції зі сторонніми додатками і двунаправленная передача параметрів. Автор наводить одне з розглянутих рішень поставленого завдання. У статті описується послідовне виконання реалізації в системі ANSYS оптимізації елемента конструкції. Також описана можлива передача параметрів, як з розроблюваного програмного продукту, так і з платформи ANSYS Workbrench. Розроблена модель інтеграції двох систем реалізована в програмному продукті «Підбір перерізів». Результати. Була проведена оптимізація елемента конструкції в системі ANSYS. Отримані дані йдуть для порівняння результатів оптимізації розроблювального продукту. Що посприяє подальшому поліпшенню системи в цілому. Розроблена модель інтеграції двох систем показали ефективність цієї зв'язки. Дані оновлюються в обох системах, без будь-яких тривалих процесів. Сама побудова геометричної моделі займає багато часу, але в подальшому все графічні побудови будуть проводитися автоматично. Наукова новизна. Додавання в програмний продукт вже реалізовані механізми збільшує значимість цього продукту. Автор вважає, реалізація декількома системами генетичного алгоритму дасть більш детальну картину по оптимизированному елементу. Чи не вивчаючи щось нове, і не додаючи в розробляється нових можливостей, цей продукт перестане відповідати вимогою за рішенням роду завдань, які на даний момент з легкістю вирішуються. І тим самим в додатку не буде необхідності. Практична значимість. У статті описуються побудова моделі для оптимізації елемента конструкції з стороннього додатка в системі ANSYS. Розглянута інтеграція систем допоможе в подальшому реалізувати зв'язку з іншими програмними продуктами, і тим самим покращуючи розроблювану програму і вивчаючи всі нові і нові можливості для оптимізації за допомогою генетичного алгоритму.

EN: Purpose. More than half a century, there is an evolutionary mechanism optimization, more than 20 years, many CAE systems exist and develop. Over the years, accumulating experience to optimize certain elements using genetic algorithm. Majo r companies have developed platform to simplify calculations engineer. Of course, a couple of years did not achieve all of these results, but use existing mechanisms and to create on their basis of better software, not this thing in our area. In this reg ard, the purpose of this article: To investigate the possible mechanisms of optimization from third-party systems, and the use of these mechanisms in the developed software product. Also, before the author raises a number of other tasks, such as combining the mechanisms of several software components and use the results to provide a report on all related. Methodology. The main contents of the study are to examine the possibilities of ANSYS system and platform, the ability to integrate with third -party applications and bidirectional transmission parameters. The author cites one of the considered task solutions. This article describes how to step through the implementation of the system of ANSYS optimization design element. the possible transfer options are also describ ed as of the developed software product, and with ANSYS Workrench platform. The developed model of integration between the two systems is implemented in software product "Selection of cross-sections". Findings. Element for design optimization in ANSYS system was carried out. The findings are to compare the results of optimization of the developed product. That will contribute to further improvement of the overall system. The developed model of integration between the two systems has shown the efficienc y of the ligaments. The data is updated in both systems, without any long-term processes. The very construction of the geometric model takes a long time, but in the future all graphical representations will be made automatically. Originality. Adding software already implemented mechanisms to increase the value of this product. The author considers the implementation of several systems gene tic algorithm will give a more detailed picture of the optimized element. Not learning something new, and adding new capabilities developed by the application, this product will no longer meet the requirement to address kind of tasks that are currently easily solved. And thereby the application will not be necessary. Practical value. The article describes the construction of a model to optimize the design element of the third-party application to ANSYS system. The considered systems integration will help in the future to implement a bunch of other software products, and thereby improving the design programs and learning more and more opportunities for optimization using a genetic algorithm.