Thiết Kế Tối Ưu Trong Kĩ Thuật Và Cơ Khí Dưới Sự Hỗ Trợ Của Máy Tính

Tác giả: TS. Đặng Xuân Phương

Thiết Kế Tối Ưu Trong Kĩ Thuật Và Cơ Khí Dưới Sự Hỗ Trợ Của Máy Tính là một bước không thể thiếu trong quá trình thiết kế một sản phẩm, còn trong quá trình sản xuất hoặc chế tạo, tối ưu hóa các thông số công nghệ cũng là một bước quan trọng. Tối ưu hóa trong thiết kế mang lại lợi ích kỳ thuật và kinh tế to lớn. Ví dụ một chiếc ô tô được thiết kế có khối lượng là nhỏ nhất để tiết kiệm nhiên liệu nhưng vẫn phải đảm bảo về mặt độ bền cũng như sự an toàn, động cơ của xe cũng phải được tối ưu từ từng chi tiết cho đến tổng thể để đảm bảo suất tiêu hao nhiên liệu thấp nhất và các khí độc hại phát thải ra ngoài môi trường là ít nhất. Thiết kế là một quá trình sáng tạo nên đó là một việc khó khăn nhưng thiết kế tối ưu lại càng khó hơn.

Tối ưu hóa trong kỹ thuật nói chung và trong ngành cơ khí nói riêng là một môn khoa học liên ngành kết hợp giữa toán học và kỹ thuật. Quá trình tìm kiếm lời giải tối ưu cho một bài toán kỳ thuật có thể cần rất nhiều kỹ thuật khác nhau như quy hoạch thực nghiệm, thực hiện các thí nghiệm hoặc mô phỏng, xây dựng các mô hình toán họ và cuối cùng là đi giải bài toán tối ưu dựa trên các mô hình toán học đó hoặc sử dụng các thuật toán tìm kiếm tối ưu. Những công đoạn phức tạp nói trên nếu được thực hiện bằng các công cụ máy tính sẽ giúp tăng năng suất và độ chính xác cho quá trình tìm kiếm lời giải tối ưu. Nhiều bài toán tối ưu lớn hoặc phức tạp, nếu không có công cụ máy tính và phương pháp số thì không thể giải được.