[科普中国]-优化参数

优化参数主要应用在机械最优化设计领域，指的是优化某部分时候涉及到的相关参数。

优化参数设计流程（1）以经验、公式、图表、设计手册作为设计依据，计算出部分产品设计参数的数值或取值范围；

（2）根据设计经验，参考类似工程设计实例，为上一步计算所得的结果为取值范围的产品设计参数初选一个具体数值，并初选出其他产品设计参数的数值；

（3）使用常用设计准则对计算或初选出的产品设计参数进行校核，如果校核合格，则生成可行的产品设计参数，如果校核不合格，则应重新初选产品设计参数，然后再次进行校核，如此反复，直至校核合格为止。

在传统设计过程中， 设计计算只起校核的作用，只能验证现有方案的可行性，并不能对现有方案进行优化。1

关键技术为了推动在实际工程优化问题中的应用，整个优化设计流程均应采用程序自动实现。设计人员只需输入机械产品的主要性能参数、指定优化设计的结束条件。

优化结束条件的指定优化结束条件直接影响优化结果的精确性和优化时间的长短。为了方便设计人员的使用，增加优化设计的灵活性，该方法提供了3 种优化结束条件，分别为指定优化时间、指定优化次数、优化直至收敛， 设计人员可以根据实际情况自行进行选择。采用前2 种优化结束条件不一定能得到实际最优的参数记录，而采用最后一种优化结束条件可以得到实际最优的参数记录。

产品设计参数的初选产品设计参数的初选对设计人员经验的依赖性大，规范化程度低，为实现其自动化，应采用实例推理的方法。首先，应建立产品的实例库和知识库；然后，应建立产品设计参数初选的推理机制；最后，再进行相关程序模块的开发。

优化参数取值范围的缩小使用中间值试探法缩小优化参数取值范围的具体过程：首先，根据优化参数的取值范围计算出其中间值；然后，使用常用设计准则对优化参数的中间值进行校核，如果校核不合格，则试探结束，优化参数的取值范围不变，如果校核合格，则应缩小优化参数的取值范围，重新进行优化参数中间值的计算，然后再次进行校核，如此反复，直到校核不合格为止。

优化参数设计效率的提高系列参数记录的数量直接影响优化设计的效率。为了减少系列参数记录的数量，缩短优化设计的时间，提高该方法的效率，同时又保证优化结果的精确性，在参数化优化设计过程中应遵守以下原则：

（1）优化分解原则将整个产品优化过程分解成相互独立的若干个部分， 每个部分单独进行优化，这将极大地减少系列参数记录的数量，缩短参数化优化设计的时间；

（2）先试探、再离散原则先使用中间值试探法缩小优化参数的取值范围，再对优化参数进行离散；

（3）逐步优化原则将区间型参数离散成3 个设计参数值，而不是一一列举，可以极大地减少系列参数记录的数量，而对产品进行多次参数化优化设计，可以逐步缩小优化参数的取值范围，提高优化结果的精确性。2

本词条内容贡献者为:

李航 - 副教授 - 西南大学