Extracción de Diseños de Sistemas Estructurales a partir de Topologías mediante Análisis Morfológico e Inteligencia Artificial
Autores: Jootoo, Achyuthan; Lattanzi, David
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
Extracción de Diseños de Sistemas Estructurales a partir de Topologías mediante Análisis Morfológico e Inteligencia Artificial
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Diseño de sistemas estructurales
Algoritmos de optimización
Optimización topológica
Sistemas de truss
Algoritmos metaheurísticos
Estructuras de soporte
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
El diseño de sistemas estructurales es el proceso de dar forma a un conjunto de componentes interconectados sometidos a cargas y restricciones de diseño, mientras se navega por un espacio de diseño complejo. Si bien los diseños seguros son relativamente fáciles de desarrollar, los diseños óptimos no lo son. Los enfoques modernos de optimización computacional emplean algoritmos metaheurísticos basados en poblaciones para superar los desafíos del paisaje de optimización del diseño del sistema. Sin embargo, la elección de la población inicial, o estructura base, puede tener un impacto desproporcionado en la optimización resultante. Este artículo presenta un nuevo método para generar tales estructuras base, utilizando una combinación de optimización topológica (OT) y un novedoso algoritmo de extracción de sistemas. Dado que la OT genera estructuras monolíticas, en lugar de sistemas, su uso para el diseño y la optimización de sistemas estructurales ha sido limitado. En este artículo, se extraen sistemas de truss de topologías a través de análisis morfológico y técnicas de inteligencia artificial. Este algoritmo, y su evaluación, constituyen la contribución clave de este artículo. Los sistemas estructurales obtenidos se comparan con soluciones de referencia para evaluar el rendimiento de los algoritmos. Las estructuras generadas también se comparan con diseños de referencia de la literatura. Los resultados indican que el algoritmo de generación de truss presentado produce estructuras comparables a las generadas a través de optimización metaheurística, al tiempo que mitiga la necesidad de suposiciones sobre las estructuras base iniciales.
Descripción
El diseño de sistemas estructurales es el proceso de dar forma a un conjunto de componentes interconectados sometidos a cargas y restricciones de diseño, mientras se navega por un espacio de diseño complejo. Si bien los diseños seguros son relativamente fáciles de desarrollar, los diseños óptimos no lo son. Los enfoques modernos de optimización computacional emplean algoritmos metaheurísticos basados en poblaciones para superar los desafíos del paisaje de optimización del diseño del sistema. Sin embargo, la elección de la población inicial, o estructura base, puede tener un impacto desproporcionado en la optimización resultante. Este artículo presenta un nuevo método para generar tales estructuras base, utilizando una combinación de optimización topológica (OT) y un novedoso algoritmo de extracción de sistemas. Dado que la OT genera estructuras monolíticas, en lugar de sistemas, su uso para el diseño y la optimización de sistemas estructurales ha sido limitado. En este artículo, se extraen sistemas de truss de topologías a través de análisis morfológico y técnicas de inteligencia artificial. Este algoritmo, y su evaluación, constituyen la contribución clave de este artículo. Los sistemas estructurales obtenidos se comparan con soluciones de referencia para evaluar el rendimiento de los algoritmos. Las estructuras generadas también se comparan con diseños de referencia de la literatura. Los resultados indican que el algoritmo de generación de truss presentado produce estructuras comparables a las generadas a través de optimización metaheurística, al tiempo que mitiga la necesidad de suposiciones sobre las estructuras base iniciales.