Development of Robust Design for Multidisciplinary Optimization

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K04142
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 18030:Design engineering-related
• Research Institution: Kagawa University
• Principal Investigator: Arakawa Masao 香川大学, 創造工学部, 教授 (20257207)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佛圓 哲朗 香川大学, 創造工学部, 教授 (00803967)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 設計工学 / 複合領域の最適化 / ロバスト設計 / 多目的最適化

Outline of Final Research Achievements

In this study, we aimed to propose a method that reduce the number of repetitions of optimization in multi-stage optimization for multidisciplinary optimization caused by different results of design variables. To realize such situations, we found possibility in introducing robust design considering worst case, as it can make interval design variables under protecting deterioration of objective function and breaking constraints. Unfortunately, it needs multi-loop of optimization, so that it needs too much computational costs. To get rid of inner loop, we proposed multi-objective formulation. With all efforts, we have shown effectiveness of the proposed method through bench mark problem.

Free Research Field

設計工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

製品開発において部品レベルの部分最適化を繰り返しても全体としてはアンバランスで必ずしも良くなるとは限らない．全体最適化が必要であるが，規模が大きくなり，最適化で最終的にいい結果をえることは難しい．この矛盾を解決する考え方として複合領域の最適化があり，複数の多段最適化を繰り返すことで収れんさせることが提案されている．各段での設計変数の取り合いから収れんさせる有効な方法が存在しなかった．本研究で提案した手法を用いることで，各段階での目的関数の劣化範囲を設定することで，その範囲内で収まるため，設計変数の取り合いが生じないことを立証した．全体最適化への道筋を開くことができた意義は大きい．