طراحی بهینه و مقاوم سیستم‌های مکانیکی در حضور پارامتر‌های غیرقطعی با رویکرد قابلیت اطمینان بر مبنای استنباط بِیزیَن

Abstract

فضای تجاری و رقابتی جهان، تولیدکنندگان را وادار به عرضه محصولاتی با کیفیت بالا، هزینه پایین و در عین حال قابل اطمینان می‌کند. از طرف دیگر، در فرآیند طراحی و تولید یک محصول، مهندسان همواره با عدم قطعیت روبه‌رو هستند. در سال‌های اخیر، در راستای برخورد با عدم قطعیت‌های موجود و تضمین کیفیت و قابلیت اطمینان سیستم، الگوریتم‌هایی تحت عنوان طراحی بهینه و مقاوم بر مبنای قابلیت اطمینان (RBRDO) با ترکیب رویکرد‌های طراحی بهینه مقاوم (RDO) و طراحی بهینه بر مبنای قابلیت اطمینان (RBDO) توسعه یافته‌اند. در مهندسی طراحی، عدم قطعیت برخی از متغیر‌ها یا پارامتر‌های طراحی از نوع شناختی بوده و تنها در قالب نمونه‌هایی محدود در اختیار طراح است. اکثر روش‌های موجود، این عدم کامل‌بودن اطلاعات را در نظر نمی‌گیرند که این خود می‌تواند منجر به خطاهای بزرگ‌تری شود. در دسته‌ای دیگر از روش‌های موجود نیز، از این اطلاعات ارزشمند در فرآیند طراحی صرف‌نظر می‌شود. در این پژوهش، با به­کارگیری روش بهینه‌سازی چندهدفه NSGA۲-II و ترکیب روش تحلیل قابلیت اطمینان بِیزیَن و روش کاهش ابعادی تک‌متغیره (DRM)، یک الگوریتم جامع برای فرمول‌بندی مساله طراحی بهینه و مقاوم بر مبنای قابلیت اطمینان در حضور عدم قطعیت شناختی پیشنهاد شده است. به‌منظور راستی‌آزمایی الگوریتم پیشنهادی، یک مثال مهندسی انتخاب شده و تاثیر عدم قطعیت شناختی بر توابع هدف بررسی شده و در انتها نیز، برای یک حالت خاص از تعداد داده موجود، نتایج حاصل از الگوریتم پیشنهادی با نتایج سایر رویکرد‌های موجود در زمینه طراحی بهینه در شرایط عدم قطعیت مقایسه شده است.