JP2023183671A - Design variable optimization device, design variable optimization method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、設計変数最適化装置、設計変数最適化方法およびプログラムに関する。 The present disclosure relates to a design variable optimization device, a design variable optimization method, and a program.
特許文献1には、大規模で複雑な最適化問題をより小さく簡単な問題に分割し、各最適化問題に有効な手法を選択・実行することで効率的に最適解を探す手法が提案されている。しかし、特許文献1では分離可能な問題を前提としており、分離が難しい問題に対しては適用が困難である。
非特許文献1は、大規模な設計空間をUCB値に基づいて分割(モンテカルロ木探索)した後、UCB値が良い空間を起点に、最良解を中心とした信頼領域内(超立方体)で応答曲面を評価し最適解を探索(TuRBO:Trust Region Bayesian Optimization)する手法が提案されている。この手法では、問題を分割することなく設計パラメータ数が50次元程度の問題に対しても適用が出来る。しかし、設計変数値や応答変数値の制約条件を考慮出来ないという課題がある。なお、UCB(Upper Confidence Bound)値は、サンプル数が少なく、評価関数値が高いほど値が大きくなる指標である。また、応答曲面は、設計変数から評価関数を求める数学モデルであり、例えば、ガウス過程回帰による数学モデルとすることができる。
Non-Patent
非特許文献2には、TuRBOにおいて、最良解を中心とした信頼領域内(超立方体)で応答曲面と制約値を評価して最適解を探索する手法が提案されている。これにより、設計変数値や応答変数値の制約条件を含む大規模最適化問題を解くことが可能となっている。 Non-Patent Document 2 proposes a method for searching for an optimal solution in TuRBO by evaluating a response surface and constraint values within a confidence region (hypercube) centered on the best solution. This makes it possible to solve large-scale optimization problems that include constraints on design variable values and response variable values.
特許文献1ならびに非特許文献1および2に記載されている手法では、解析結果に基づき応答曲面モデル等を更新するため、例えば軸流圧縮機解析のように、設計パラメータの組み合わせ次第で解析ソルバ計算が失敗して解析結果が得られない場合がある問題に対して適用ができないという課題がある。なお、解析ソルバは、例えば、流体解析ソフトウェア、構造解析ソフトウェア等、数値計算で方程式を解くソフトウェアである。
In the methods described in
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、解析結果が得られない場合がある問題に対して適用することができる設計変数最適化装置、設計変数最適化方法およびプログラムを提供することを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the above problems, and provides a design variable optimization device, a design variable optimization method, and a program that can be applied to problems in which analysis results may not be obtained. The purpose is to provide.
上記課題を解決するために、本開示に係る設計変数最適化装置は、多数の設計変数を要素とする多次元空間において探索対象とする探索空間を限定する空間限定部と、所定の制約条件を満たし所定の目的関数を最良化する前記設計変数の組み合わせを解として、前記探索空間を起点として最良解の近傍に探索空間を限定することで新たな最良解を探索する演算処理を繰り返し実行することで、最適解を探索する最適化部とを備え、前記空間限定部は、前記最適化部が探索した解を含めて前記探索空間を再限定し、前記最適化部は、前記演算処理に失敗した前記設計変数の組み合わせの近傍の領域を前記探索空間から排除する。 In order to solve the above problems, a design variable optimization device according to the present disclosure includes a space limiter that limits a search space to be searched in a multidimensional space including many design variables, and a predetermined constraint condition. Using the combination of design variables that satisfies and optimizes a predetermined objective function as a solution, repeating arithmetic processing to search for a new best solution by limiting the search space to the vicinity of the best solution using the search space as a starting point. and an optimization unit that searches for an optimal solution; the space limitation unit relimits the search space including the solution searched by the optimization unit; A region in the vicinity of the combination of design variables determined is excluded from the search space.
また、本開示に係る設計変数最適化装置は、多数の設計変数を要素とする多次元空間において探索対象とする探索空間を限定する空間限定部と、所定の制約条件を満たし所定の目的関数を最良化する前記設計変数の組み合わせを解として、前記探索空間を起点として最良解の近傍に探索空間を限定することで新たな最良解を探索する演算処理を繰り返し実行することで、最適解を探索する最適化部とを備え、前記空間限定部は、前記最適化部が探索した解を含めて前記探索空間を再限定するととともに、前記制約条件を満たさない前記設計変数の組み合わせの近傍の領域を前記探索空間から排除する。 Further, the design variable optimization device according to the present disclosure includes a space limiting unit that limits a search space to be searched in a multidimensional space that includes many design variables as elements, and a space limiting unit that limits a search space that is a search target and that satisfies a predetermined constraint condition and performs a predetermined objective function. Using the combination of the design variables to be optimized as a solution, the optimal solution is searched for by repeatedly executing calculation processing to search for a new best solution by limiting the search space to the vicinity of the best solution using the search space as a starting point. and an optimization unit that relimits the search space including the solution searched by the optimization unit, and also defines a region near the combination of design variables that does not satisfy the constraint. excluded from the search space.
また、本開示に係る設計変数最適化方法は、多数の設計変数を要素とする多次元空間において探索対象とする探索空間を限定するステップと、所定の制約条件を満たし所定の目的関数を最良化する前記設計変数の組み合わせを解として、前記探索空間を起点として最良解の近傍に探索空間を限定することで新たな最良解を探索する演算処理を繰り返し実行することで、最適解を探索するステップとを含み、前記演算処理によって探索された解を含めて前記探索空間を再限定し、前記演算処理に失敗した前記設計変数の組み合わせの近傍の領域を前記探索空間から排除する。 Further, the design variable optimization method according to the present disclosure includes the steps of limiting a search space to be searched in a multidimensional space including many design variables, and optimizing a predetermined objective function by satisfying predetermined constraints. a step of searching for an optimal solution by repeatedly executing arithmetic processing to search for a new best solution by using the combination of design variables as a solution and limiting a search space to the vicinity of the best solution using the search space as a starting point; and relimiting the search space including the solution searched for by the calculation process, and excluding from the search space a region in the vicinity of the combination of design variables for which the calculation process failed.
また、本開示に係るプログラムは、多数の設計変数を要素とする多次元空間において探索対象とする探索空間を限定するステップと、所定の制約条件を満たし所定の目的関数を最良化する前記設計変数の組み合わせを解として、前記探索空間を起点として最良解の近傍に探索空間を限定することで新たな最良解を探索する演算処理を繰り返し実行することで、最適解を探索するステップとをコンピュータに実行させるプログラムであって、前記演算処理によって探索された解を含めて前記探索空間を再限定し、前記演算処理に失敗した前記設計変数の組み合わせの近傍の領域を前記探索空間から排除する。 Further, the program according to the present disclosure includes the steps of: limiting a search space to be searched in a multidimensional space including many design variables; The step of searching for the optimal solution by repeatedly executing arithmetic processing to search for a new best solution by limiting the search space to the vicinity of the best solution using the search space as a starting point, using the combination of A program to be executed, which relimits the search space including the solution searched for by the calculation process, and excludes from the search space a region in the vicinity of the combination of design variables for which the calculation process has failed.
また、本開示に係る設計変数最適化方法は、多数の設計変数を要素とする多次元空間において探索対象とする探索空間を限定するステップと、所定の制約条件を満たし所定の目的関数を最良化する前記設計変数の組み合わせを解として、前記探索空間を起点として最良解の近傍に探索空間を限定することで新たな最良解を探索する演算処理を繰り返し実行することで、最適解を探索するステップとを含み、前記演算処理によって探索された解を含めて前記探索空間を再限定するととともに、前記制約条件を満たさない前記設計変数の組み合わせの近傍の領域を前記探索空間から排除する。 Further, the design variable optimization method according to the present disclosure includes the steps of limiting a search space to be searched in a multidimensional space including many design variables, and optimizing a predetermined objective function by satisfying predetermined constraints. a step of searching for an optimal solution by repeatedly executing arithmetic processing to search for a new best solution by using the combination of the design variables as a solution and limiting the search space to the vicinity of the best solution using the search space as a starting point; and relimiting the search space including the solution searched by the arithmetic processing, and excluding from the search space a region near the combination of design variables that does not satisfy the constraint.
また、本開示に係るプログラムは、多数の設計変数を要素とする多次元空間において探索対象とする探索空間を限定するステップと、所定の制約条件を満たし所定の目的関数を最良化する前記設計変数の組み合わせを解として、前記探索空間を起点として最良解の近傍に探索空間を限定することで新たな最良解を探索する演算処理を繰り返し実行することで、最適解を探索するステップとをコンピュータに実行させるプログラムであって、前記演算処理によって探索された解を含めて前記探索空間を再限定するととともに、前記制約条件を満たさない前記設計変数の組み合わせの近傍の領域を前記探索空間から排除する。 Further, the program according to the present disclosure includes the steps of: limiting a search space to be searched in a multidimensional space including many design variables; The step of searching for the optimal solution by repeatedly executing arithmetic processing to search for a new best solution by limiting the search space to the vicinity of the best solution using the search space as a starting point, using the combination of A program to be executed, which relimits the search space including the solution searched by the calculation process, and excludes from the search space a region near the combination of design variables that does not satisfy the constraint.
本開示の設計変数最適化装置、設計変数最適化方法およびプログラムによれば、解析結果が得られない場合がある問題に対して適用することができる。 According to the design variable optimization device, design variable optimization method, and program of the present disclosure, it can be applied to problems in which analysis results may not be obtained.
以下、本開示の実施形態に係る設計変数最適化装置、設計変数最適化方法およびプログラムについて、各図を参照して説明する。なお、各図において同一または対応する構成には同一の符号を用いて説明を適宜省略する。 Hereinafter, a design variable optimization device, a design variable optimization method, and a program according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to each figure. In addition, in each figure, the same reference numerals are used for the same or corresponding components, and the description thereof will be omitted as appropriate.
<第1実施形態>
(設計変数最適化装置の構成)
図1は、本開示の第1実施形態に係る設計変数最適化装置の構成例を示すブロック図である。設計変数最適化装置1は、例えばサーバ、パーソナルコンピュータ等の1または複数のコンピュータと周辺装置等を用いて構成することができる。なお、複数のコンピュータの一部は、例えば、クラウド上等にネットワークを介して構成されていてもよい。設計変数最適化装置1は、1または複数のコンピュータと周辺装置等のハードウェアと、コンピュータが実行するプログラム等のソフトウェアとの組み合わせ等から構成される機能的構成として、制御部11、入出力部12、空間限定部13および最適化部14を備える。
<First embodiment>
(Configuration of design variable optimization device)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a design variable optimization device according to a first embodiment of the present disclosure. The design
図1に示す設計変数最適化装置1は、所定の制約条件を満たし、所定の1または複数の目的関数を最小化(あるいは最大化)する最適な複数の設計変数の組み合わせを求める装置である。なお、本実施形態では、目的関数を最小化あるいは最大化することを、目的関数を最良化するという。また、設計変数は、設計パラメータともいう。また、目的関数は評価関数、応答関数(変数)等ともいう。また、目的関数を最小化(あるいは最大化)する設計変数の組み合わせを最適解という。また、複数回の探索処理を繰り返すことで最適解を求める場合に、各探索処理において目的関数の値を最良とする設計変数の組み合わせを最良解という。
A design
設計変数としては、例えば、軸流圧縮機設計におけるタービンのフローパス(形状)を表す変数等である。ただし、この例に限定されない。また、制約条件としては、例えば、各設計変数あるいは設計変数間の関係についての範囲や上限値、下限値についての制約条件や、設計変数には含まれていない選択された設計変数によって決定される要素についての範囲や上限値、下限値についての制約条件が含まれる。 The design variables include, for example, variables representing the flow path (shape) of the turbine in axial flow compressor design. However, it is not limited to this example. In addition, constraints include, for example, constraints on the range, upper limit, and lower limit of each design variable or the relationship between design variables, and constraints determined by selected design variables that are not included in the design variables. Contains constraints on ranges, upper limits, and lower limits for elements.
制御部11は、入出力部12、空間限定部13および最適化部14における処理を制御する。制御部11は、例えば、空間限定部13および最適化部14の処理の終了条件を判定したり、空間限定部13および最適化部14の動作条件を設定したりする。
The
入出力部12は、例えば、キーボード、マウス、ディスプレイ、通信端末等を用いて、操作者の操作を受け付けたり、空間限定部13や最適化部14に対して所定のデータを入力したり、空間限定部13や最適化部14から所定のデータを出力したりする。
The input/
空間限定部13は、複数の設計変数を各次元の要素とする多次元空間のうちの一部の空間を、最適化部14が探索対象とする探索空間に限定する。なお、多次元空間には、初期値として、すでに求めた複数のサンプル点が含まれているものとする。各サンプル点(あるいは各データ)は、設計変数の各値と目的関数の各値との組み合わせによって定義される。また、限定前の空間を全体空間、限定後の空間を部分空間という。
The
本実施形態において空間限定部13は、空間探索法の一手法である既知のモンテカルロ木探索法を利用して探索空間を限定する。モンテカルロ木探索法は、モンテカルロ法を用いた木の探索である。本実施形態では木構造におけるルートを全体空間に対応させ、各ノードを部分空間に対応させる。本実施形態では空間分割を木構造で表現する。空間限定部13は、評価関数(目的関数)の値を考慮して、データを2クラス分類する。さらに、空間限定部13は、例えば、機械学習を用いた教師ありの分類手法を用いて、全体空間または部分空間を分割する。そして、空間限定部13は、評価関数値が高く、サンプル数が少ない空間を優先選択する。なお、空間限定部13における機械学習を用いた教師ありの分類手法としては、SVM(サポートベクタマシン)やロジスティック回帰を例示することができる。
In this embodiment, the
空間限定部13は、以上の分類、分割および選択を繰り返し実行し、部分空間のサイズを徐々に限定する。空間限定部13は、例えば所定の閾値と部分空間のサイズとの比較結果に基づき、閾値以下となった場合に部分空間のサイズの限定を終了する。
The
なお、空間限定部13は、分類および分岐の選択の基準となる数値としてUCBを用いる。UCBは下式で求められる。
Note that the
UCB=J+α√{(log(np)/n)} UCB=J+α√{(log(np)/n)}
ここで、Jは評価関数値平均値である。nはサンプル数である。npは親ノードのサンプル数である。αは経験則等に基づき定めた係数である。 Here, J is the average evaluation function value. n is the number of samples. np is the number of samples of the parent node. α is a coefficient determined based on empirical rules.
また、空間限定部13は、最適化部14による最適化処理の結果に基づき、新たに探索されたサンプル点を追加した後、再度、全体空間から部分空間を探索し、新たな探索空間を決定する。
Furthermore, based on the results of the optimization process performed by the
最適化部14は、空間限定部13が限定した部分空間または全体空間を起点となる探索空間とし、最良解を中心とした超立方体に探索空間を限定する。本実施形態では限定された探索空間を探索限定空間という。最適化部14は、最良解を中心とした超立方体に探索空間を限定する処理を繰り返すことで、最適解を決定する。本実施形態において最適化部14は、最良解を中心とした信頼領域内(超立方体)で応答曲面を評価し最適解を探索する手法である上述したTuRBOをベースとして用いて最適解を探索する。TuRBOは、ブラックボックス最適化の一手法である。また、TuRBOは、ガウス過程とトンプソンサンプリングを用いるベイズ最適化の一手法である。
The
なお、ブラックボックス最適化は、最小化あるいは最大化したい目的関数の形が分からない場合でも入力に対する出力が分かればその関係を基に次の探索点として適切な入力を決定し、再び出力を得て次の探索点を探すという過程を繰り返すことで最適点を探索する手法である。また、ベイズ最適化は、不確かさを利用しながら次に探索すべき点を決定するブラックボックス最適化の一手法である。トンプソンサンプリングは、選択肢の事後確率を求め、その確率分布上でサンプリングをし、最も良好な選択肢を選ぶというサンプリングである。 In addition, with black box optimization, even if the shape of the objective function to be minimized or maximized is not known, if the output for the input is known, the appropriate input is determined as the next search point based on that relationship, and the output is obtained again. This method searches for the optimal point by repeating the process of searching for the next search point. Furthermore, Bayesian optimization is a black box optimization method that uses uncertainty to determine the next point to search. Thompson sampling is a sampling method in which the posterior probabilities of options are determined, sampling is performed on the probability distribution, and the best option is selected.
(設計変数最適化装置の動作例)
図2~図5を参照して、第1実施形態における設計変数最適化装置1の動作例について説明する。図2および図3は、本開示の第1実施形態に係る設計変数最適化装置の動作例を示すフローチャートである。図4および図5は、本開示の第1実施形態に係る設計変数最適化装置の動作例を説明するための模式図である。
(Example of operation of design variable optimization device)
An example of the operation of the design
図2は、設計変数最適化装置1全体の動作例を示す。図3は、図2におけるステップS11とステップS12内の処理の流れを示す。図4は、探索空間の一例を模式的に示す。図5は、探索限定空間の設定の流れを模式的に示す。
FIG. 2 shows an example of the operation of the design
図2に示すように、最適化部14は、まず、空間限定部13が限定した部分空間または全体空間を起点となる探索空間とし、探索空間内でランダムに複数点初期サンプリングを行う(S11)。次に、最適化部14は、最良解近傍に探索空間を限定しベイズ最適化でサンプリングを行う(S12)。最適化部14は、最良解および探索空間を更新する(S13)。次に、制御部11が、探索空間が収束したか否かを判定する(S14)。ここで、探索空間が収束した状態は、例えば探索空間が更新されなくなった状態である。探索空間が収束していなかった場合(S14:No)、最適化部14は、ステップS12およびS13の処理を再度実行する。
As shown in FIG. 2, the
ステップS11およびS12において、最適化部14は、図3に示すように、解析ソルバ計算が成功した設計解のみを用いて応答曲面を作成する(S21)。次に、最適化部14は、解析ソルバ計算失敗点から、例えば、機械学習を用いた教師ありの分類手法により計算失敗領域を決定する(S22)。なお、最適化部14における機械学習を用いた教師ありの分類手法としては、k近傍法、one class SVM等を例示することができる。次に、最適化部14は、初期サンプリングの生成と、TuRBOの最適化計算における候補点生成の際、ランダムサンプリング(SOBOLサンプリング)した候補点群に対し、決定した計算失敗領域によるフィルタリング(領域の排除)を実施し、必要数が得られるまで繰り返す(S23)。次に、最適化部14は、得られた候補点群に対して、作成した応答曲面上の事後分布を評価し、次サンプリング点を算出する(S24)。
In steps S11 and S12, the
なお、k近傍法は、教師あり機械学習モデルを用いた分類の一手法である。また、SOBOLサンプリングは、準乱数法による実験計画法の一手法である。 Note that the k-nearest neighbor method is a classification method using a supervised machine learning model. Further, SOBOL sampling is a method of experimental design using a quasi-random number method.
図4は、超立方体の探索空間SP1を2次元平面上に模式的に示す。探索空間SP1は、黒塗りまたは密度の異なる横線のハッチングで示す応答曲面モデル評価値が異なる領域を含む。また、探索空間SP1は、解析結果が得られたサンプリング点(設計解)P1と、破線で示す解析結果が得られなかったサンプリング点(設計失敗点)P2を含む。また、点P3は、次回のサンプリング点である。また、斜線のハッチングで示す領域A1は、計算失敗領域である。 FIG. 4 schematically shows the hypercube search space SP1 on a two-dimensional plane. The search space SP1 includes regions with different response surface model evaluation values, which are indicated by black or hatched horizontal lines with different densities. Furthermore, the search space SP1 includes a sampling point (design solution) P1 where an analysis result was obtained and a sampling point (design failure point) P2 where an analysis result was not obtained, which is indicated by a broken line. Moreover, point P3 is the next sampling point. Furthermore, the area A1 indicated by diagonal hatching is a calculation failure area.
図5は、ステップS11~S14における探索限定空間の決定例を示す。サンプリング点SPのうちサンプリング点SP2は最良解である。探索空間は制約違反空間と制約充足空間を含む。ステップST1-1では、サンプリング済みの複数のサンプリング点SP1から最良解であるサンプリング点SP2が選択されている。次に、ステップST1-2では、最良解であるサンプリング点SP2近傍に探索限定空間が設定され、探索限定空間内で次サンプリング点SP3が算出されている。ステップST1-3では、最良解であるサンプリング点SP2近傍に探索限定空間が設定され、探索限定空間内で次サンプリング点SP3が算出されている。探索限定空間は、徐々にサイズが限定される。このように最良解を中心とした超立方体に探索空間を限定することで効率的に最適解を探索することができる。なお、最良解は、制約充足解がある場合、評価関数値が最良となるサンプリング点であり、制約充足解がない場合、制約違反量が最小となるサンプリング点である。 FIG. 5 shows an example of determining the search limited space in steps S11 to S14. Among the sampling points SP, sampling point SP2 is the best solution. The search space includes a constraint violation space and a constraint satisfaction space. In step ST1-1, a sampling point SP2, which is the best solution, is selected from a plurality of sampled sampling points SP1. Next, in step ST1-2, a limited search space is set near the sampling point SP2, which is the best solution, and the next sampling point SP3 is calculated within the limited search space. In step ST1-3, a limited search space is set near the sampling point SP2 which is the best solution, and the next sampling point SP3 is calculated within the limited search space. The limited search space is gradually limited in size. In this way, by limiting the search space to a hypercube centered on the best solution, it is possible to efficiently search for the optimal solution. Note that the best solution is a sampling point where the evaluation function value is the best when there is a constraint-satisfying solution, and a sampling point where the amount of constraint violation is the minimum when there is no constraint-satisfying solution.
一方、探索空間が収束した場合(図2のS14:Yes)、制御部11は、終了条件が満足したか否かを判定する(S15)。終了条件は、例えば評価関数値、探索回数、探索時間等が所定の閾値を超えたという条件である。終了条件が満足されなかった場合(S15:No)、空間限定部13は、最適化処理で新たに選択されたサンプリング点を加えた探索空間を起点として、モンテカルロ木を繰り返し更新する(S16)。次に、空間限定部13は、例えば部分空間のサイズが所定の閾値以下となった場合に部分空間の限定を終了し、モンテカルロ木に基づき探索空間を決定する(S17)。次に、最適化部14が、ステップS11の処理を再度実行する。
On the other hand, if the search space has converged (S14 in FIG. 2: Yes), the
また、終了条件が満足された場合(S15:Yes)、制御部11は、図2に示す処理を終了する。
Further, if the termination condition is satisfied (S15: Yes), the
以上のように、本実施形態では、解析ソルバ計算の成功可否でデータをラベリングし、解析ソルバ計算が成功したデータのみを用いて応答曲面モデルを生成する。また、解析ソルバ計算が失敗した解を覆う領域をk近傍法等の機械学習を用いた教師ありの分類手法で決定し、その領域内の点を除外して最適解を探索する。例えば、最適化で応答曲面や制約値の評価を行う候補点を生成する際に、ランダムで生成した候補点に対して解析ソルバ計算失敗のフィルタリングをかけ、残った候補点で評価を行い次のサンプリング点を決定することなどができる。 As described above, in this embodiment, data is labeled depending on whether the analytical solver calculation is successful or not, and a response surface model is generated using only data for which the analytical solver calculation has been successful. In addition, a region covering the solution for which the analytical solver calculation has failed is determined using a supervised classification method using machine learning such as the k-nearest neighbor method, and points within that region are excluded to search for the optimal solution. For example, when generating candidate points for evaluating response surfaces and constraint values during optimization, the randomly generated candidate points are filtered for analysis solver calculation failures, the remaining candidate points are evaluated, and the next It is possible to determine sampling points, etc.
(第1実施形態の作用・効果)
解析ソルバ計算が失敗して解析結果が得られない場合に対しても最適化を適用可能となり、最適化技術の適用範囲が拡大した。
(Actions and effects of the first embodiment)
Optimization can now be applied even when analysis solver calculations fail and no analysis results are obtained, expanding the scope of optimization technology.
<第2実施形態>
図6~図9を参照して、本開示の第2実施形態に係る設計変数最適化装置について説明する。図6は、本開示の第2実施形態に係る設計変数最適化装置の構成例を示すブロック図である。図7は、本開示の第2実施形態に係る設計変数最適化装置の動作例を示すフローチャートである。図8および図9は、本開示の第2実施形態に係る設計変数最適化装置の動作例を説明するための模式図である。
<Second embodiment>
A design variable optimization device according to a second embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 6 to 9. FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of a design variable optimization device according to a second embodiment of the present disclosure. FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the operation of the design variable optimization device according to the second embodiment of the present disclosure. 8 and 9 are schematic diagrams for explaining an example of the operation of the design variable optimization device according to the second embodiment of the present disclosure.
図6に示すように、本開示の第2実施形態に係る設計変数最適化装置1aは、制御部11と、入出力部12と、空間限定部13aと、最適化部14とを備える。図6に示す設計変数最適化装置1aでは、図1に示す空間限定部13に対応する構成である空間限定部13aの構成が、空間限定部13と比較して一部異なっている。また、図6に示す設計変数最適化装置1aの基本的な動作は、図2に示す設計変数最適化装置1の基本的動作と同一である。ただし、図6に設計変数最適化装置1aの動作では、図2に示す設計変数最適化装置1の動作と比較して、図2に示すステップS16の内容が一部異なる。
As shown in FIG. 6, the design
図2に示すステップS16において、第2実施形態に係る空間限定部13aは、図7および図8に示すように、制約条件を考慮して空間限定を実行する。図2に示すステップS16では、図7に示す処理を繰り返し実行することで、モンテカルロ木を繰り返し更新する。
In step S16 shown in FIG. 2, the
図7に示す処理では、空間限定部13aは、ノード内の制約違反しているデータにラベル付けし、k近傍法により、以下のように正常データと異常(制約違反)データに分類する(S31)。
In the process shown in FIG. 7, the
異常データは、labn<δabnかつlnor>δnorかつlnor>labnを満たすデータである。ここで、labnは異常データまでの距離である。δabnは所定の閾値である。lnorは正常データまでの距離である。δnorは所定の閾値である。 The abnormal data is data that satisfies labn<δabn and lnor>δnor and lnor>labn. Here, labn is the distance to the abnormal data. δabn is a predetermined threshold value. lnor is the distance to normal data. δnor is a predetermined threshold value.
正常データは、上記以外のデータである。 Normal data is data other than the above.
次に、空間限定部13aは、ノード内の正常データをUCB値により2クラス分類する(S32)。
Next, the
次に、空間限定部13aは、線形SVM等の機械学習を用いた教師ありの分類手法により領域を分割する(S33)。
Next, the
図8は、全体空間Aを部分空間Jにまで限定する処理の流れを模式的に示す。ステップST2-1では、全体空間Aは複数のサンプル点SPを含み、かつ、破線の丸印で示す異常のサンプル点SPに対し、ラベルSP1が付けられている。ステップST-2では、空間Aが、空間Bと空間Cと空間Dに分割されている。空間Bは制約違反に分類されたデータの空間である。空間CはUCB値が良いと分類されたデータの空間である。空間DはUCB値が悪いと分類されたデータの空間である。また、木構造T1では、ルートRaが空間Aに対応する。ノードNbが空間Bに対応する。ノードNcが空間Cに対応する。ノードNdが空間Dに対応する。空間限定部13aは、分類、分割および選択を繰り返し実行し、所定の条件を満たした場合に探索空間の限定を終了する。ステップST-3では、空間Jが探索空間に限定されている。
FIG. 8 schematically shows the flow of processing for limiting the entire space A to the partial space J. In step ST2-1, the entire space A includes a plurality of sample points SP, and a label SP1 is attached to an abnormal sample point SP indicated by a broken line circle. In step ST-2, space A is divided into space B, space C, and space D. Space B is a space for data classified as constraint violations. Space C is a space of data classified as having a good UCB value. Space D is a space of data classified as having a bad UCB value. Further, in the tree structure T1, the root Ra corresponds to the space A. Node Nb corresponds to space B. Node Nc corresponds to space C. Node Nd corresponds to space D. The
なお、木構造T1において、ノードNeおよびノードNhは、制約違反に分類されたデータの空間に対応する。ノードNfおよびノードNjは、UCB値が良いと分類されたデータの空間に対応する。ノードNgおよびノードNiは、UCB値が悪いと分類されたデータの空間に対応する。 Note that in the tree structure T1, the node Ne and the node Nh correspond to the space of data classified as violating a constraint. Node Nf and node Nj correspond to a space of data classified as having a good UCB value. Node Ng and node Ni correspond to a space of data classified as having a bad UCB value.
図9は、第2実施形態に係る設計変数最適化装置1aにおける全体の処理の流れを示す。なお、空間限定における基本的な処理の流れは、図8に示す処理の流れと同一である。また、最適化における基本的な処理の流れは、図5に示す処理の流れと同一である。図9に示す例では、空間限定で指定された探索空間を起点として(ST20)、最適化処理が実行される。また、最適化処理で探索空間が十分小さくなった場合に(ST10)、新たに得られたサンプリング点を加えて全体空間Aから再度空間限定が行われる。
FIG. 9 shows the overall process flow in the design
なお、第2実施形態では、計算失敗領域でのフィルタリング処理(図3のS22およびS23)を第1実施形態と同様に実施してもよいし、実施しなくてもよい。すなわち、制約条件の考慮を空間限定の処理にのみ限定してもよい。 Note that in the second embodiment, the filtering process (S22 and S23 in FIG. 3) in the calculation failure area may be performed in the same manner as in the first embodiment, or may not be performed. That is, consideration of the constraint conditions may be limited to only space-limited processing.
第2実施形態では、制約違反している解をラベリングし、制約違反解を覆う領域をk近傍法等で決定する。また、領域内を除外した残りの解に対して、UCB値の評価によって分割することで、制約を考慮しながら、未探索かつ評価値が高そうな領域を決定することが出来る。 In the second embodiment, a solution that violates a constraint is labeled, and an area that covers the solution that violates the constraint is determined by a k-nearest neighbor method or the like. In addition, by dividing the remaining solution after excluding the inside of the region based on the evaluation of the UCB value, it is possible to determine an unsearched region with a high evaluation value while taking constraints into consideration.
(第2実施形態の作用・効果)
第2実施形態では、大規模な設計空間について、制約を考慮しながらUCB値の高い領域を決定することが出来るようになり、より効率的な最適解探索が可能となった。
(Actions and effects of the second embodiment)
In the second embodiment, it is now possible to determine a region with a high UCB value in a large-scale design space while taking constraints into consideration, making it possible to search for an optimal solution more efficiently.
<第3実施形態>
図10を参照して、本開示の第3実施形態に係る設計変数最適化装置について説明する。図10は、本開示の第3実施形態に係る設計変数最適化装置の動作例を示すフローチャートである。図10に示すように、第3実施形態に係る設計変数最適化装置の動作では、図2に示すフローのステップS13とステップS14の処理の間に、ステップS13-2の処理とステップS13-3の処理が設けられている。他の構成および動作については、第1実施形態の設計変数最適化装置1または第2実施形態の設計変数最適化装置1aと同一である。
<Third embodiment>
With reference to FIG. 10, a design variable optimization device according to a third embodiment of the present disclosure will be described. FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of the operation of the design variable optimization device according to the third embodiment of the present disclosure. As shown in FIG. 10, in the operation of the design variable optimization apparatus according to the third embodiment, between the processing of step S13 and step S14 of the flow shown in FIG. Processing is provided. The other configurations and operations are the same as the design
図10に示すように、第3実施形態に係る設計変数最適化装置では、最適化処理(ステップS11~S13)の際に、探索空間が収束直前であるか否かを判定し(S13-2)、探索空間が収束直前である場合に(S13-2:Yes)、獲得関数が最適化される(S13-3)。なお、ステップS13-2の処理とステップS13-3の処理は、最適化部14が実行してもよいし、制御部11が実行してもよい。なお、図10に示すフローでは、収束直前であるか否かの判定基準は、例えばステップS14での探索空間が収束するか否かの判定基準と同様に(ただし判断基準値を異ならせて)設定することができる。
As shown in FIG. 10, in the design variable optimization device according to the third embodiment, during the optimization process (steps S11 to S13), it is determined whether the search space is just before convergence (S13-2). ), if the search space is about to converge (S13-2: Yes), the acquisition function is optimized (S13-3). Note that the processing in step S13-2 and the processing in step S13-3 may be executed by the
非特許文献1や非特許文献2で用いているTuRBOでは、最良解が更新されない場合に領域を縮小し、解の収束性を向上させている。しかしながら制約付き最適化問題や解析ソルバ計算が失敗する場合では、制約なしの最適化と比較して最良解の更新がされづらく、1回のTuRBOで得られる解の評価値が良くない場合が生じうる。
In TuRBO used in
また、TuRBOでは設計パラメータ数が50次元程度の大規模な問題を対象にしている。そのため、計算コスト削減の点から、厳密に応答曲面上を最適化するのではなく、探索限定空間内をランダムサンプリングした候補点上で応答曲面を評価し、最良の点を次のサンプリング点として決定するトンプソンサンプリングを採用している。 Furthermore, TuRBO targets large-scale problems with approximately 50 dimensions of design parameters. Therefore, in order to reduce calculation costs, rather than strictly optimizing the response surface, the response surface is evaluated on candidate points randomly sampled within the limited search space, and the best point is determined as the next sampling point. Thompson sampling is used.
そこで、TuRBOによる解が収束したと判定される(信頼領域の大きさが規定値以下になる)直前に、制約を考慮した獲得関数の最適化を実行するように手法を改良する。これにより、1回のTuRBOで得られる解の評価値が向上する確率を上げられる。 Therefore, the method is improved so that optimization of the acquisition function in consideration of the constraints is performed immediately before it is determined that the solution by TuRBO has converged (the size of the confidence region becomes less than or equal to a specified value). This increases the probability that the evaluation value of the solution obtained by one TuRBO will improve.
なお、獲得関数は、ベイズ最適化で次のサンプリング点を探すための指標として用いられる関数である。例えば、応答曲面モデル(ガウス過程回帰モデル)の平均値と分散を足した値を用いるUCB値などがある。ベイズ最適化では、この関数を勾配法等で厳密に最適化することで、次のサンプリング点を算出している。 Note that the acquisition function is a function used as an index for searching for the next sampling point in Bayesian optimization. For example, there is a UCB value that uses the sum of the mean value and variance of a response surface model (Gaussian process regression model). In Bayesian optimization, the next sampling point is calculated by strictly optimizing this function using a gradient method or the like.
(第3実施形態の作用・効果)
制約や解析ソルバ計算失敗を考慮した場合でも、1回のTuRBOで得られる解の評価値が向上する可能性を上げることが出来る。
(Actions and effects of the third embodiment)
Even when constraints and analysis solver calculation failures are taken into account, it is possible to increase the possibility that the evaluation value of the solution obtained by one TuRBO will improve.
(作用効果)
上記構成の設計変数最適化装置1および1aは、多数の設計変数を要素とする多次元空間において探索対象とする探索空間を限定する空間限定部13または13aと、所定の制約条件を満たし所定の目的関数を最良化する設計変数の組み合わせを解として、探索空間を起点として最良解の近傍に探索空間を限定することで新たな最良解を探索する演算処理を繰り返し実行することで、最適解を探索する最適化部14とを備える。また、空間限定部13は、最適化部が探索した解を含めて探索空間を再限定し、最適化部14は、演算処理に失敗した設計変数の組み合わせの近傍の領域を探索空間から排除する。したがって、本開示の設計変数最適化装置、設計変数最適化方法およびプログラムによれば、解析結果が得られない場合がある問題に対して適用することができる。
(effect)
The design
また、上記構成の設計変数最適化装置1aは、多数の設計変数を要素とする多次元空間において探索対象とする探索空間を限定する空間限定部13aと、所定の制約条件を満たし所定の目的関数を最良化する設計変数の組み合わせを解として、探索空間を起点として最良解の近傍に探索空間を限定することで新たな最良解を探索する演算処理を繰り返し実行することで、最適解を探索する最適化部14とを備える。また、空間限定部13aは、最適化部が探索した解を含めて探索空間を再限定するととともに、制約条件を満たさない設計変数の組み合わせの近傍の領域を探索空間から排除する。したがって、本開示の設計変数最適化装置、設計変数最適化方法およびプログラムによれば、制約条件を満たさないことで解析結果が得られない場合がある問題に対して適用しやすくなる。
The design
<その他の実施形態>
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
<Other embodiments>
Although the embodiment of the present disclosure has been described above in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes within the scope of the gist of the present disclosure. .
<コンピュータ構成>
図11は、少なくとも1つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ90は、プロセッサ91、メインメモリ92、ストレージ93、および、インタフェース94を備える。
上述の設計変数最適化装置1および1aは、コンピュータ90に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ93に記憶されている。プロセッサ91は、プログラムをストレージ93から読み出してメインメモリ92に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、プロセッサ91は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ92に確保する。
<Computer configuration>
FIG. 11 is a schematic block diagram showing the configuration of a computer according to at least one embodiment.
The above-described design
プログラムは、コンピュータ90に発揮させる機能の一部を実現するためのものであってもよい。例えば、プログラムは、ストレージに既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせ、または他の装置に実装された他のプログラムとの組み合わせによって機能を発揮させるものであってもよい。なお、他の実施形態においては、コンピュータは、上記構成に加えて、または上記構成に代えてPLD(Programmable Logic Device)などのカスタムLSI(Large Scale Integrated Circuit)を備えてもよい。PLDの例としては、PAL(Programmable Array Logic)、GAL(Generic Array Logic)、CPLD(Complex Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等が挙げられる。この場合、プロセッサによって実現される機能の一部または全部が当該集積回路によって実現されてよい。
The program may be for realizing a part of the functions to be performed by the
ストレージ93の例としては、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)、DVD-ROM(Digital Versatile Disc Read Only Memory)、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ93は、コンピュータ90のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース94または通信回線を介してコンピュータ90に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ90に配信される場合、配信を受けたコンピュータ90が当該プログラムをメインメモリ92に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも1つの実施形態において、ストレージ93は、一時的でない有形の記憶媒体である。
Examples of the
<付記>
各実施形態に記載の設計変数最適化装置1および1aは、例えば以下のように把握される。
<Additional notes>
The design
(1)第1の態様に係る設計変数最適化装置1および1aは、多数の設計変数を要素とする多次元空間において探索対象とする探索空間を限定する空間限定部13または13aと、所定の制約条件を満たし所定の目的関数を最良化する前記設計変数の組み合わせを解として、前記探索空間を起点として最良解の近傍に探索空間を限定することで新たな最良解を探索する演算処理を繰り返し実行することで、最適解を探索する最適化部14とを備え、前記空間限定部13または13aは、前記最適化部が探索した解を含めて前記探索空間を再限定し、前記最適化部14は、前記演算処理に失敗した前記設計変数の組み合わせの近傍の領域を前記探索空間から排除する。本態様によれば、解析結果が得られない場合がある問題に対して適用することができる。
(1) The design
(2)第2の態様に係る設計変数最適化装置1aは、(1)の設計変数最適化装置1aであって、前記空間限定部13aは、前記制約条件を満たさない前記設計変数の組み合わせの近傍の領域を前記探索空間から排除する。本態様によれば、解析結果が得られない場合がある問題に対してより適切に適用することができる。
(2) The design
(3)第3の態様に係る設計変数最適化装置1または1aは、(1)または(2)の設計変数最適化装置1または1aであって、前記最適化部14は、前記演算処理の収束条件が満たされる直前に、前記演算処理の態様を変化させる。本態様によれば、解析結果が得られない場合がある問題に対してより適切に適用することができる。
(3) The design
(4)第4の態様に係る設計変数最適化装置1aは、多数の設計変数を要素とする多次元空間において探索対象とする探索空間を限定する空間限定部13aと、所定の制約条件を満たし所定の目的関数を最良化する前記設計変数の組み合わせを解として、前記探索空間を起点として最良解の近傍に探索空間を限定することで新たな最良解を探索する演算処理を繰り返し実行することで、最適解を探索する最適化部14とを備え、前記空間限定部13aは、前記最適化部14が探索した解を含めて前記探索空間を再限定するととともに、前記制約条件を満たさない前記設計変数の組み合わせの近傍の領域を前記探索空間から排除する。本態様によれば、制約条件を満たさないことで解析結果が得られない場合がある問題に対して適用しやすくなる。
(4) The design
(5)第5の態様に係る設計変数最適化方法は、多数の設計変数を要素とする多次元空間において探索対象とする探索空間を限定するステップと、所定の制約条件を満たし所定の目的関数を最良化する前記設計変数の組み合わせを解として、前記探索空間を起点として最良解の近傍に探索空間を限定することで新たな最良解を探索する演算処理を繰り返し実行することで、最適解を探索するステップとを含み、前記演算処理によって探索された解を含めて前記探索空間を再限定し、前記演算処理に失敗した前記設計変数の組み合わせの近傍の領域を前記探索空間から排除する。 (5) The design variable optimization method according to the fifth aspect includes the steps of: limiting a search space to be searched in a multidimensional space including a large number of design variables; By using the combination of design variables that optimizes the solution as a solution, the optimal solution is found by repeatedly executing calculation processing to search for a new best solution by limiting the search space to the vicinity of the best solution using the search space as a starting point. relimiting the search space including the solution searched for by the calculation process, and excluding from the search space a region near the combination of design variables for which the calculation process failed.
(6)第6の態様に係るプログラムは、多数の設計変数を要素とする多次元空間において探索対象とする探索空間を限定するステップと、所定の制約条件を満たし所定の目的関数を最良化する前記設計変数の組み合わせを解として、前記探索空間を起点として最良解の近傍に探索空間を限定することで新たな最良解を探索する演算処理を繰り返し実行することで、最適解を探索するステップとをコンピュータに実行させるプログラムであって、前記演算処理によって探索された解を含めて前記探索空間を再限定し、前記演算処理に失敗した前記設計変数の組み合わせの近傍の領域を前記探索空間から排除する。 (6) The program according to the sixth aspect includes the steps of limiting a search space to be searched in a multidimensional space including many design variables, and optimizing a predetermined objective function by satisfying predetermined constraints. using the combination of design variables as a solution and repeatedly performing calculation processing to search for a new best solution by limiting a search space to the vicinity of the best solution using the search space as a starting point, thereby searching for an optimal solution; A program for causing a computer to execute, the program relimiting the search space including the solution searched by the calculation process, and excluding from the search space a region in the vicinity of the combination of design variables for which the calculation process failed. do.
(7)第7の態様に係る設計変数最適化方法は、多数の設計変数を要素とする多次元空間において探索対象とする探索空間を限定するステップと、所定の制約条件を満たし所定の目的関数を最良化する前記設計変数の組み合わせを解として、前記探索空間を起点として最良解の近傍に探索空間を限定することで新たな最良解を探索する演算処理を繰り返し実行することで、最適解を探索するステップとを含み、前記演算処理によって探索された解を含めて前記探索空間を再限定するととともに、前記制約条件を満たさない前記設計変数の組み合わせの近傍の領域を前記探索空間から排除する。 (7) The design variable optimization method according to the seventh aspect includes the steps of: limiting a search space to be searched in a multidimensional space including a large number of design variables; By using the combination of design variables that optimizes the solution as a solution, the optimal solution is found by repeatedly executing calculation processing to search for a new best solution by limiting the search space to the vicinity of the best solution using the search space as a starting point. relimiting the search space including the solution searched by the arithmetic processing, and excluding from the search space a region near the combination of design variables that does not satisfy the constraint conditions.
(8)第8の態様に係るプログラムは、多数の設計変数を要素とする多次元空間において探索対象とする探索空間を限定するステップと、所定の制約条件を満たし所定の目的関数を最良化する前記設計変数の組み合わせを解として、前記探索空間を起点として最良解の近傍に探索空間を限定することで新たな最良解を探索する演算処理を繰り返し実行することで、最適解を探索するステップとをコンピュータに実行させるプログラムであって、前記演算処理によって探索された解を含めて前記探索空間を再限定するととともに、前記制約条件を満たさない前記設計変数の組み合わせの近傍の領域を前記探索空間から排除する。 (8) The program according to the eighth aspect includes the steps of limiting a search space to be searched in a multidimensional space including many design variables, and optimizing a predetermined objective function by satisfying predetermined constraints. using the combination of design variables as a solution and repeatedly performing calculation processing to search for a new best solution by limiting a search space to the vicinity of the best solution using the search space as a starting point, thereby searching for an optimal solution; is a program that causes a computer to execute the following, which relimits the search space including the solution searched by the arithmetic processing, and extracts from the search space a region in the vicinity of the combination of design variables that does not satisfy the constraint. Exclude.
1、1a…設計変数最適化装置
11…制御部
12…入出力部
13、13a…空間限定部
14…最適化部
1, 1a... Design
Claims (8)
所定の制約条件を満たし所定の目的関数を最良化する前記設計変数の組み合わせを解として、前記探索空間を起点として最良解の近傍に探索空間を限定することで新たな最良解を探索する演算処理を繰り返し実行することで、最適解を探索する最適化部と
を備え、
前記空間限定部は、前記最適化部が探索した解を含めて前記探索空間を再限定し、
前記最適化部は、前記演算処理に失敗した前記設計変数の組み合わせの近傍の領域を前記探索空間から排除する
設計変数最適化装置。 a space limiter that limits a search space to be searched in a multidimensional space that includes many design variables;
Computation processing that searches for a new best solution by using the combination of design variables that satisfies predetermined constraints and optimizes a predetermined objective function as a solution, and limits the search space to the vicinity of the best solution using the search space as a starting point. It is equipped with an optimization section that searches for an optimal solution by repeatedly executing
The space limiting unit relimits the search space including the solution searched by the optimization unit,
The design variable optimization device, wherein the optimization unit excludes a region near the combination of design variables for which the calculation process has failed from the search space.
請求項1に記載の設計変数最適化装置。 The design variable optimization device according to claim 1, wherein the space limiting unit excludes from the search space a region in the vicinity of the combination of design variables that does not satisfy the constraint condition.
請求項1または2に記載の設計変数最適化装置。 The design variable optimization device according to claim 1 or 2, wherein the optimization unit changes the mode of the arithmetic processing immediately before a convergence condition for the arithmetic processing is satisfied.
所定の制約条件を満たし所定の目的関数を最良化する前記設計変数の組み合わせを解として、前記探索空間を起点として最良解の近傍に探索空間を限定することで新たな最良解を探索する演算処理を繰り返し実行することで、最適解を探索する最適化部と
を備え、
前記空間限定部は、前記最適化部が探索した解を含めて前記探索空間を再限定するととともに、前記制約条件を満たさない前記設計変数の組み合わせの近傍の領域を前記探索空間から排除する
設計変数最適化装置。 a space limiter that limits a search space to be searched in a multidimensional space that includes many design variables;
Computation processing that searches for a new best solution by using the combination of design variables that satisfies predetermined constraints and optimizes a predetermined objective function as a solution, and limits the search space to the vicinity of the best solution using the search space as a starting point. It is equipped with an optimization section that searches for an optimal solution by repeatedly executing
The space limiting unit relimits the search space including the solution searched by the optimization unit, and excludes from the search space a region in the vicinity of the combination of design variables that does not satisfy the constraint. Design variables Optimizer.
所定の制約条件を満たし所定の目的関数を最良化する前記設計変数の組み合わせを解として、前記探索空間を起点として最良解の近傍に探索空間を限定することで新たな最良解を探索する演算処理を繰り返し実行することで、最適解を探索するステップと
を含み、
前記演算処理によって探索された解を含めて前記探索空間を再限定し、
前記演算処理に失敗した前記設計変数の組み合わせの近傍の領域を前記探索空間から排除する
設計変数最適化方法。 a step of limiting a search space to be searched in a multidimensional space having many design variables as elements;
Computation processing that searches for a new best solution by using the combination of design variables that satisfies predetermined constraints and optimizes a predetermined objective function as a solution, and limits the search space to the vicinity of the best solution using the search space as a starting point. and searching for an optimal solution by repeatedly executing .
Relimiting the search space including the solution searched by the calculation process,
A design variable optimization method, wherein a region in the vicinity of the combination of design variables for which the arithmetic processing has failed is excluded from the search space.
所定の制約条件を満たし所定の目的関数を最良化する前記設計変数の組み合わせを解として、前記探索空間を起点として最良解の近傍に探索空間を限定することで新たな最良解を探索する演算処理を繰り返し実行することで、最適解を探索するステップと
をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記演算処理によって探索された解を含めて前記探索空間を再限定し、
前記演算処理に失敗した前記設計変数の組み合わせの近傍の領域を前記探索空間から排除する
プログラム。 a step of limiting a search space to be searched in a multidimensional space having many design variables as elements;
Computation processing that searches for a new best solution by using the combination of design variables that satisfies predetermined constraints and optimizes a predetermined objective function as a solution, and limits the search space to the vicinity of the best solution using the search space as a starting point. A program that causes a computer to perform the steps of searching for an optimal solution by repeatedly executing .
Relimiting the search space including the solution searched by the calculation process,
A program for excluding from the search space a region in the vicinity of the combination of design variables for which the calculation process has failed.
所定の制約条件を満たし所定の目的関数を最良化する前記設計変数の組み合わせを解として、前記探索空間を起点として最良解の近傍に探索空間を限定することで新たな最良解を探索する演算処理を繰り返し実行することで、最適解を探索するステップと
を含み、
前記演算処理によって探索された解を含めて前記探索空間を再限定するととともに、前記制約条件を満たさない前記設計変数の組み合わせの近傍の領域を前記探索空間から排除する
設計変数最適化方法。 a step of limiting a search space to be searched in a multidimensional space having many design variables as elements;
Computation processing that searches for a new best solution by using the combination of design variables that satisfies predetermined constraints and optimizes a predetermined objective function as a solution, and limits the search space to the vicinity of the best solution using the search space as a starting point. and searching for an optimal solution by repeatedly executing .
A design variable optimization method, comprising: relimiting the search space including the solution searched for by the arithmetic processing, and excluding from the search space a region near the combination of the design variables that does not satisfy the constraint conditions.
所定の制約条件を満たし所定の目的関数を最良化する前記設計変数の組み合わせを解として、前記探索空間を起点として最良解の近傍に探索空間を限定することで新たな最良解を探索する演算処理を繰り返し実行することで、最適解を探索するステップと
をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記演算処理によって探索された解を含めて前記探索空間を再限定するととともに、前記制約条件を満たさない前記設計変数の組み合わせの近傍の領域を前記探索空間から排除する
プログラム。 a step of limiting a search space to be searched in a multidimensional space having many design variables as elements;
Computation processing that searches for a new best solution by using the combination of design variables that satisfies predetermined constraints and optimizes a predetermined objective function as a solution, and limits the search space to the vicinity of the best solution using the search space as a starting point. A program that causes a computer to perform the steps of searching for an optimal solution by repeatedly executing .
A program for relimiting the search space including solutions searched by the arithmetic processing, and excluding from the search space a region in the vicinity of the combination of design variables that does not satisfy the constraint condition.
Priority Applications (1)
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