Der Umgang mit großen, multidimensionalen Parameterräumen ist eine häufige Herausforderung. Ingenieure müssen sich in diesen Räumen bewegen, um robuste und stabile Lösungen zu finden, die Zuverlässigkeit und Leistung gewährleisten. Die Box-Optimization-Analyse (BOA) bietet einen Ansatz zur Lösung dieser Probleme, indem sie eine strukturierte Methode zur Untersuchung und Optimierung komplexer Designräume bereitstellt. Durch die Anwendung von BOA können Ingenieure robuste Lösungen effizienter finden und dadurch Entwicklungskosten und Iterationszyklen reduzieren.
“Als Unternehmen sind wir bestrebt, robuste Lösungen im Kontext widersprüchlicher Designziele zu entwickeln. Durch die Integration unseres ARRK-internen Box-Optimierungsalgorithmus in Synera sind wir in der Lage, robuste Strategien in komplexen mehrdimensionalen Räumen zu entwickeln. Die Kombination von beidem gewährleistet Unabhängigkeit und Robustheit und ebnet den Weg für optimierte Designprozesse."
Florian Karg - Project Lead ARRK Engineering
Hauptmerkmale von BOA
- Efficient Design Space Exploration: BOA enables the search for stable and robust solutions within a multi-dimensional parameter space, where each input can be varied independently without compromising overall stability.
- Reduced Iteration Cycles: With BOA, the number of design iterations is decreased significantly, accelerating the development process and driving cost savings.
- Versatility Across Design Problems: BOA’s structured approach applies to almost any design problem, making it a valuable tool for engineers in various industries.
Herausforderungen bei der Design-Optimierung
Ingenieure benötigen während der Entwicklungsphase häufig Hilfe bei instabilen Entwürfen, da sie einen großen Parameterraum untersuchen müssen. Herkömmliche Optimierungsmethoden erfordern viele Iterationsschleifen, um stabile Lösungen zu finden, was den Entwicklungsprozess verlangsamt und die Kosten erhöht. BOA löst dieses Problem, indem es sich auf einen großen Lösungsraum konzentriert, in dem Stabilität und Robustheit an erster Stelle stehen.
Die Lösung: Wie BOA funktioniert
Mit Hilfe der Box-Optimierungsanalyse können Ingenieure systematisch den wichtigsten realisierbaren Lösungsraum ermitteln. Jede Kombination von Parameterwerten innerhalb dieses Raumes garantiert ein gültiges und stabiles Ergebnis. BOA verfeinert diesen Prozess in zwei Schlüsselphasen:
- IAnfängliche Exploration: Der Algorithmus beginnt mit der Erweiterung des Lösungsraums und stellt sicher, dass der Prozentsatz instabiler Entwürfe (oder „schlechter Entwürfe“) minimiert wird.
- Verfeinerung: Während BOA sich auf die besten Lösungen konzentriert, wird die Lösungsbox verkleinert, um diese instabilen Entwürfe zu eliminieren und den Ingenieuren nur die robustesten Optionen zu lassen.
Diese Methode stellt sicher, dass die Ingenieure Parametervariationen mit Zuversicht untersuchen können, ohne den Entwurf zu destabilisieren. Die Unabhängigkeit der einzelnen Eingabeparameter unterstützt darüber hinaus eine flexible Entscheidungsfindung bei gleichzeitiger Wahrung der Integrität der Gesamtlösung.
Anwendung von BOA für robuste Lösungen
Die Daten aus dem Design of Experiments (DOE) bilden die Grundlage für das Training eines neuronalen Netzes, das den Lösungsraum validiert. Dieses trainierte Modell stellt sicher, dass jedes erreichbare Ergebnis in die wohldefinierte Box der stabilen Lösungen fällt. Mit BOA wird das Navigieren in komplexen, multidimensionalen Designräumen schneller und zuverlässiger und hilft den Ingenieuren, enge Zeitvorgaben einzuhalten, ohne die Qualität zu beeinträchtigen.
Fallstudie: BOA in Aktion
In einem kürzlich durchgeführten technischen Projekt untersuchte BOA einen großen multidimensionalen Parameterraum. Durch die Anwendung dieses strukturierten Optimierungsansatzes war das Team in der Lage, die Anzahl der Designiterationen zu reduzieren und robuste Lösungen schneller als mit herkömmlichen Methoden zu finden. Die Integration von BOA in die Arbeitsabläufe des Teams verkürzte nicht nur die Entwicklungszeit, sondern senkte auch die Gesamtkosten des Projekts.
Dieses Beispiel veranschaulicht die Effektivität von BOA bei der Bereitstellung robuster Konstruktionen und der Unterstützung von Ingenieuren bei der Verfolgung von Innovation und Effizienz.
Fazit
Die Box-Optimization-Analyse (BOA) bietet eine strukturierte und zuverlässige Lösung zur Navigation in großen Parameterräumen und zur Identifizierung robuster und stabiler Designs. Sie kann Iterationen reduzieren, Entwicklungskosten senken und für eine Vielzahl von Designherausforderungen eingesetzt werden, was sie zu einem wertvollen Werkzeug für jedes Entwicklungsteam macht, das die Designeffizienz verbessern möchte.
Mit der steigenden Nachfrage nach Innovation und Schnelligkeit werden Werkzeuge wie BOA unverzichtbar, um in wettbewerbsintensiven Branchen die Nase vorn zu haben.
Über ARRK Engineering (Synera Silber Partner)
ARRK Engineering ist ein globaler Entwicklungspartner für die Automobil- und Mobilitätsindustrie und bietet umfassende Unterstützung bei der Produktentwicklung. Dies umfasst die Konzeptphase, die Serienentwicklung, die Validierung und die Integration von mechanischen und elektronischen Komponenten. Unsere Kompetenzen liegen in den Bereichen Elektromobilität, autonomes Fahren und Softwareentwicklung im digitalisierten Umfeld. Ein effizientes Projektmanagement stellt sicher, dass wir gemeinsam mit unseren Kunden die Entwicklungsziele erreichen.
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