Overslaan en naar de inhoud gaan
Home > Projects > Designer-centric computational design synthesis (DC-CDS_ICON)

Designer-centric computational design synthesis (DC-CDS_ICON)

Uitdaging

Dit project pakt de behoefte vanuit de industrie aan om de juiste ontwerpbeslissingen te nemen, vooral in de vroege ontwerpfasen waarin nog heel wat aspecten onzeker zijn maar toch al een grote impact hebben op de uiteindelijke kostprijs en productprestaties.

In de momenteel beschikbare methoden en tools wordt nog geen rekening gehouden met deze onzekerheid. Dit zou nochtans moeten, vooral in de vroege ontwerpfasen waarin de mate van onzekerheid nog vrij groot is (bijv. onzekere voertuigmassa bij aanvang van de ontwerpcyclus voor een aandrijflijn). Wanneer men in de computerdesignsynthese geen rekening houdt met onzekerheden zal dit leiden tot een aantal ontwerpkandidaten die vanuit wiskundig oogpunt dan wel optimaal kunnen zijn maar niet noodzakelijk ook de juiste ontwerpkeuze inhouden. Om tot een robuuste optimalisatie te komen, d.w.z. om rekening te houden met onzekerheden, zijn anderzijds verbeteringen nodig aan de rekenkundige efficiëntie van het CDS- of computerdesignsynthese-proces (het genereren en evalueren van ontwerpkandidaten). Bovendien zal deze optimalisatie tot een nog grotere hoeveelheid informatie leiden (topologie van ontwerpkandidaten, parametergroottes, prestatiekenmerken en ermee verband houdende onzekerheden) die door de ontwerper geanalyseerd en verwerkt moeten worden. Dit vraagt op zijn beurt om een verbeterde presentatie en visualisatie van de CDS-output om de ontwerper te ondersteunen bij het trekken van conclusies en bij het maken van de juiste ontwerpkeuzes. Dit is absoluut noodzakelijk om de grootschalige industriële acceptatie en toepassing van robuuste ontwerpsynthesemethoden en -tools te bevorderen.

Projectdoelstellingen

Het project wil de CDS-methoden en prototypetools verbeteren om de volgende zaken te ondersteunen:

  1. identificatie van de meest invloedrijke ontwerpparameters in de conceptuele ontwerpfase van mechatronische systemen,
  2. een rekenkundig efficiënte en robuuste optimalisatie (rekening houdend met onzekerheden – zowel betreffende de parameters van het te ontwerpen systeem als betreffende de parameters van de systemen die interageren met het te ontwerpen systeem – en met modelbenaderingen), resulterend in een set van robuuste optimale ontwerpkandidaten (in plaats van HET ene optimale ontwerp),
  3. een efficiënte prestatie-analyse en visualisatie van de topologie én de prestaties van deze (mogelijk omvangrijke) setvan mogelijke ontwerpen.
    De focus zal daarbij liggen op een synthese van de mogelijke conceptuele ontwerpen voor (gecontroleerde) aandrijfcomponenten en -systemen, waarbij de complexiteit overwegend voortvloeit uit de interactie tussen mogelijke combinaties van componenten en ontwerpparameters. We geloven dat de ontwikkelde methodes op een ruimere categorie van systemen van toepassing zullen zijn Dit zal worden aangetoond door de methodes en tools op een andere use case toe te passen, meer bepaald op een windturbine (Noesis).

Om deze algemene doelstelling te verwezenlijken, werden de volgende concrete doelstellingen gedefinieerd:

  1. De ontwikkeling van gevoeligheidsanalysemethoden in een CDS-context die toelaten om de meest invloedrijke parameters in de conceptuele ontwerpfase van mechatronische systemen te identificeren.
  2. De integratie van rekenkundig efficiënte en robuuste optimalisatiemethoden in een CDS-context zodat al in het beginstadium van het ontwerpproces rekening kan worden gehouden met onzekerheden betreffende de parameters van het te ontwerpen systeem en betreffende de parameters van de systemen die interageren met het te ontwerpen systeem (niet gekende systeeminteracties) en met modelbenaderingen.
  3. De ontwikkeling van interactieve multidimensionale visualisatie- en clusteringmethoden in een CDS-context die toelaten om de meest veelbelovende ontwerpkandidaten snel te identificeren.

Economische waarde

Machine- en voertuig- (componenten-)bouwers worden geconfronteerd met een enorme toename van de technologische complexiteit en met onzekerheden wanneer ze proberen om de juiste ontwerpbeslissingen te nemen. Mensen kunnen een dergelijke complexiteit niet aan, wat leidt tot ontwerpfixatie, suboptimale ontwerpen en gemiste kansen. Daarom heeft deze industriële groep duidelijk nood aan methoden en tools om hun ontwerpers te ondersteunen bij het maken van de juiste ontwerpbeslissingen. Producenten van softwaretools die hun klanten willen bijstaan, zijn actief op zoek naar de uitbreiding van hun softwareportfolio met rekentools die het besluitvormingsproces in de vroege ontwerpfasen ondersteunen.

Contact

Indien u interesse in dit project heeft kan u altijd contact opnemen met projectmanager Jan Stroobants.

 

Looptijd: 
1/04/2019 tot 31/03/2021