[發明專利]多目標優化設計改進支持設備及其方法和存儲介質

無效

• 申請號: 200910140790.2
• 申請日: 2009-05-15
• 公開（公告）號: CN101615218A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發明（設計）人: 穴井宏和;屋并仁史
• 申請（專利權）人: 富士通株式會社
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 趙淑萍;南 霆

技術領域

在此討論的實施例涉及用在設計中的多目標優化設計(multi-objectiveoptimal?design)支持技術。

背景技術

隨著硬盤的高密度/高容量的提升，磁盤和磁頭(header)之間的距離變得越來越小。因此，需要滑塊(slider)設計，其中，由于高度差和盤半徑位置，因此飛行改變量較小。

如圖16中的1601所示，滑塊安裝在在硬盤的磁盤上移動的致動器1602的末端，并且磁頭的位置根據滑塊1601的形狀來計算。

當確定滑塊1601的最優形狀時，需要用于同時使與磁頭的位置有關的飛行高度(圖16中的1603)、轉動(1604)和俯仰(pitch)(1605)的函數最小化的有效計算，即所謂的多目標優化。

傳統上，不直接處理多目標優化課題，而是執行單目標優化，其中，計算通過將每個目標函數f_i乘以權重m_i而獲得的項的線性和f，并且計算其最小值，如下。

f＝m_1×f_1+...+m_t×f_t

(數學表達式1)

隨后，當改變參數p、q、r等的值時，為了通過程序一點點地確定圖17所示的滑塊形狀S，以值f可以變為最小值的方式來計算滑塊形狀。

f取決于權重矢量{m_i}。在實際計算中，當進一步改變{m_i}時，計算針對每個所改變值的最小值f，并且通過綜合確定最小值和{m_i}之間的平衡來確定滑塊形狀。

在由上述方法執行的這種多目標優化處理中，計算出的最優解的數目不總是一個。

例如，當在設計某種產品時對“減小重量”的目標函數值1和“壓縮成本”的目標函數值2進行優化時，取決于怎樣給出設計參數，目標函數值1和2可以取圖18所示的二維坐標上的各種坐標值。

需要目標函數值1和2都取較小值(輕和低成本)。因此，圖18所示的連接了計算出的點1801-1、1801-2、1801-3、1801-4和1801-5的線1803上以及與線1803臨近的點可以是一組最優解。這些稱為最優Pareto解。在這些計算出的點中，點1801-1和1801-5分別對應于重量減小而成本未被壓縮的模式和成本被壓縮而重量未減小的模式。另一方面，計算出的點1801-1和1802-2不能成為最優解，這是因為重量或成本仍可以減小。這些稱為劣解(inferior?solution)。

以這種方式，在多目標優化處理中，適當地獲得Pareto解是非常重要的。為此，適當地使所希望的目標函數中的最優Pareto解可視化是非常重要的。

專利文獻1：日本早期公開專利公報No.H11-242690

發明內容

本發明的一個目的是：當對在多目標優化設計中所獲得的解不滿意時，呈現如何修改對參數的約束以(有效地)搜索更好的解并實現該解，盡管在短時間內已實現了基于目標函數的可視化(Pareto邊界等的顯示)并且根據它適當地顯示了Pareto解。

這里討論的實施例與設計支持設備、方法或程序有關，它們支持通過輸入多個集合的設計參數、根據規定的計算來計算多個目標函數、并且執行對多個目標函數的多目標優化處理來確定優化設計參數集合。

第一方面具有如下配置。

目標空間顯示單元基于與多個設計參數樣本集合相關地計算出的多個目標函數集合，顯示任意目標函數的值可以存在的區域，作為與目標函數相對應的目標空間中的可能性區域。

設計參數改進候選設置單元不是在與根據用戶的指令由任意設計參數確定的設計參數空間中的可能性區域相對應的設計參數的初始約束下而是在改進約束下，設置設計參數集合作為設計參數改進候選。

改進解候選計算單元計算與設計參數改進候選相對應的目標函數來作為改進解候選。

改進解候選顯示單元在目標空間中將改進解候選與可能性區域一起顯示。

優化設計參數改進候選獲取單元使得用戶能夠從由改進解候選顯示單元顯示的改進解候選中選擇優化改進解候選，并且獲取與優化改進解候選相對應的設計參數空間中的設計參數集合作為優化設計參數改進候選。

設計參數改進知識/信息呈現單元根據優化設計參數改進候選呈現設計參數的改進知識/信息。該單元例如通過在設計參數空間中將作為由設計參數的初始約束確定的區域的設計參數可能性區域與優化設計參數改進候選重疊并顯示它們，來呈現設計參數可能性區域和優化設計參數改進候選之間的關系，作為所述設計參數的改進知識/信息。

第一方面的配置可以進一步包括改進約束修改單元，用于修改所述設計參數改進候選設置單元的改進約束。

第二方面具有如下配置。