9

Вывод разнообразных вариантов-кандидатов с учётом всех показателей

AI999第3课:现实世界的复杂性与多目标权衡
00:00

В многокритериальной инженерной оптимизации EvoX выдаёт не единственное «оптимальное решение», а наборразнообразных вариантов-кандидатов, учитывающих все показатели: система постоянно сочетает базовый профиль крыла с возмущёнными образцами для генерации и прогнозирования, явно сохраняя различные компромиссы между конфликтующими показателями — критическим коэффициентом подъёмной силы при бафтинге, аэродинамическим качеством в крейсерском режиме и другими — формируя наборы кандидатов, пригодные для сравнения и принятия решений.

разнообразных вариантов-кандидатов, учитывающих все показателиФорма вывода — сравнимый набор вариантов-кандидатов, а не единственное оптимальное решениеРадарная диаграмма вариантов-кандидатов по нескольким показателямКаждая замкнутая кривая — один вариант профиля крыла; её форма отражает приоритеты по показателямКритический коэффициент подъёмной силы при бафтингеАэродинамическое качество в крейсерском режимеКонтроль массы конструкцииУстойчивость к возмущениямСбалансированныйС приоритетом подавления бафтингаС приоритетом крейсерской эффективностиОт точек к фронту: как сравнивать кандидатовКаждая точка — один вариант профиля крыла; недоминируемые точки по внешнему краю образуют фронт ПаретоНедоминируемые кандидаты (фронт Парето)Доминируемые кандидатыОбласть доминируемых решенийАэродинамическое качество в крейсерском режимеКритический коэффициент подъёмной силы при бафтингеЧем правее и выше — тем лучше оба показателя одновременноКрайние точки фронта: приоритет подавления бафтинга ↔ приоритет крейсерской эффективности

Почему на выходе набор вариантов-кандидатов, а не единственное решение

Когда цели конфликтуют между собой — например, повышение критического коэффициента подъёмной силы при бафтинге часто сопровождается снижением аэродинамического качества в крейсерском режиме, — не существует допустимого решения, одновременно превосходящего по всем показателям. Если механизм оценки определяется одним показателем, поиск быстро сходится к компромиссному решению, «в среднем неплохому, но не выдающемуся по ключевым показателям», и даже может потерять вполне реализуемые направления проектирования с чётко выраженными приоритетами. Подход EvoX — включить множественные ограничения и цели в единое пространство оценки и явно сохранить разнообразные варианты, чтобы сам компромисс стал информацией, которую можно представить лицам, принимающим решения.

Непрерывная генерация и прогнозирование: высокоточное моделирование только там, где оно необходимо

  • Механизм оценки с учётом нескольких показателей: объединяет множественные ограничения и цели — критический коэффициент подъёмной силы при бафтинге, аэродинамическое качество в крейсерском режиме и другие — в едином пространстве оценки, чтобы отбор не определялся одним показателем.
  • Непрерывная генерация и прогнозирование: на основе базового профиля крыла и возмущённых образцов постоянно создаются новые кандидаты, а суррогатные модели быстро оценивают показатели, смягчая узкое место высокой стоимости высокоточного моделирования.
  • Разнообразные формы вывода: на выходе — наборы вариантов-кандидатов, охватывающие различные приоритеты по показателям и позиции компромисса, а не среднее оптимальное решение или единственный ответ.
  • Сопоставимость: для каждого кандидата сохраняются сопоставимые многомерные результаты по показателям и источник генерирующих возмущений, что упрощает воспроизведение, оценку и выбор.

От точек к фронту: как сравнивать кандидатов

Если изобразить два ключевых показателя каждого кандидата в виде точек, то точки на внешнем крае, которые не превосходятся ни одним другим кандидатом одновременно по всем показателям, образуютфронт Парето; точки внутри фронта являются доминируемыми. На инженерной экспертизе обычно сначала выбирают варианты на фронте, а затем подтверждают их с помощью высокоточного моделирования; различия между точками на фронте как раз и отражают конкретные инженерные приоритеты — «приоритет подавления бафтинга» или «приоритет крейсерской эффективности».

Инженерный кейс: проектирование сверхкритического профиля крыла в COMAC
Столкнувшись с множественными ограничениями — критическим коэффициентом подъёмной силы при бафтинге, аэродинамическим качеством в крейсерском режиме и другими, — система постоянно генерирует и прогнозирует на основе базового профиля крыла и возмущённых образцов, а в итоге выдаёт разнообразные варианты-кандидаты с учётом всех показателей, эффективно преодолевая узкое место высокой стоимости высокоточного моделирования.