- Tytuł:
-
Reliability-based design optimization under fuzzy and interval variables based on entropy theory
Oparta na teorii entropii niezawodnościowa optymalizacja konstrukcji dla zmiennych rozmytych i przedziałowych - Autorzy:
-
Gao, Huiying
Zhang, Xiaoqiang - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/301253.pdf
- Data publikacji:
- 2019
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne PAN
- Tematy:
-
fuzzy variables
interval variables
reliability-based design optimization
entropy
worst-case analysis
zmienne rozmyte
zmienne przedziałowe
niezawodnościowa optymalizacja konstrukcji
entropia
analiza najgorszego przypadku - Opis:
-
Reliability-based design optimization under fuzzy and interval variables is important in engineering practice. The interval Monte Carlo simulation (IMCS), extremum method, and saddlepoint approximation (SPA) can be used for reliability optimization issues contain only interval variables. Thus, how to deal with the fuzzy variables is critical for system reliability analysis and optimization design. The α-level cut method can be applied to deal with fuzzy variables but it is complex and computationally expensive. Therefore, an equivalent conversion method based on entropy theory is proposed in this paper, which can convert the fuzzy variables to the normal random variables to avoid the complex integral process. According to the equivalent conversion method, the entropybased sequential optimization and reliability assessment (E-SORA) is developed in combination with the worst case analysis (WCA) for reliability-based design optimization under fuzzy and interval variables. A numerical example about the reliability design of the crank-link mechanism under fuzzy and interval variables is solved by the E-SORA, double-loops method, and α-level cut algorithm, respectively, is used to demonstrate the accuracy and efficiency, and the results show that the proposed method is feasible for reliability-based design optimization under fuzzy and interval variables.
Zagadnienie optymalizacji niezawodnościowej konstrukcji w przypadkach, gdy mamy do czynienia ze zmiennymi rozmytymi i przedziałowymi odgrywa ważną rolę w praktyce inżynierskiej. Problemy optymalizacji niezawodności, w których wykorzystuje się tylko zmienne przedziałowe można z powodzeniem rozwiązywać stosując przedziałową symulację Monte Carlo, metodę ekstremum czy aproksymację metodą punktu siodłowego. Kluczowe znaczenie dla analizy niezawodności oraz projektowania optymalizacyjnego systemów ma zatem sposób postępowania ze zmiennymi rozmytymi. Wprawdzie zmienne rozmyte można przekształcać do zmiennych interwałowych za pomocą metody alfa-przekrojów, jest to jednak metoda skomplikowana i kosztowna obliczeniowo. Dlatego w niniejszym artykule zaproponowano równoważną metodę konwersji opartą na teorii entropii, która umożliwia przekształcanie zmiennych rozmytych do normalnych zmiennych losowych, pozwalając w ten sposób pominąć złożony proces całkowania. W oparciu o tę metodę, opracowano entropijną metodę optymalizacji sekwencyjnej i oceny niezawodności (ESORA), którą, w połączeniu z analizą najgorszego przypadku, można stosować do niezawodnościowej optymalizacji konstrukcji przy zmiennych rozmytych i przedziałowych. W przykładzie numerycznym, metodę E-SORA zastosowano w połączeniu z metodą podwójnej pętli do rozwiązania problemu niezawodnościowego projektowania mechanizmu korbowego przy zmiennych rozmytych i przedziałowych. Trafność i skuteczność proponowanej metody oceniano za pomocą algorytmu alfa-przekrojów. Wyniki pokazują, że proponowana metoda stanowi odpowiednie narzędzie do przeprowadzania optymalizacji niezawodnościowej konstrukcji w przypadku gdy zmienne mają charakter rozmyty i przedziałowy. - Źródło:
-
Eksploatacja i Niezawodność; 2019, 21, 3; 430-439
1507-2711 - Pojawia się w:
- Eksploatacja i Niezawodność
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł