优化设计是指什么?
优化设计(Optimal Design)是近年来发展起来的一门新学科,是最优化技术和计算机计算技术在设计领域应用的结果。优化设计为工程设计提供了一种重要的科学设计方法,使得在解决复杂设计问题时,能从众多的设计方案中寻到尽可能完善的或最适宜的设计方案。在设计过程中,常常需要根据产品设计的要求,合理确定各种参数,例如,重量、成本、性能、承载能力等,以达到最佳的设计目标。这就是说,一项工程设计总是要求在一定的技术和物质条件下,取得一个技术经济指标为最佳的设计方案。优化设计就是在这样一种思想的指导下产生和发展起来的。
目前优化设计方法在结构设计、化工系统设计、电气传动设计、制造工艺设计等各专业中都有广泛的应用。实践证明,在工程设计中采用优化设计方法,不仅可以减轻机械设备重量,降低材料消耗与制造成本,而且可以提高产品的质量与工作性能。因此,优化设计已成成为现代机械设计理论和方法中的一个重要领域,并且越来越受到从事机械设计的科学工作者和工程技术人员的重视。
机械优化设计是使某项机械设计在规定的各种设计限制条件下,优选设计参数,使某项或几项设计指标获得最优值。工程设计上的“最优值”(Optimum)或“最佳值”是指在满足多种设计目标和约束条件下所获得的最令人满意、最适宜的值。它反映了人们的意图和目的,这不同于表示事物本身规律的极值——最大值和最小值,但是在很多情况下,也可以用最大值或最小值来代表最优值。最优值的概念是相对的,随着科学技术的发展及设计条件的变动,最优化的标准也将发生变化。也就是说,优化设计反映了人们对客观世界认识的深化,它要求人们根据事物的客观规律,在一定的物质基础和技术条件之下,充分发挥人的主观能动性,得出最优的设计方案。
最优化技术,是优化设计全过程中各种方法技术的总称。它主要包含两部分内容:优化设计问题的建模技术和优化设计问题的求解技术。如何将一个实际的设计问题抽象成一个优化设计问题,并建立起符合实际设计要求的优化设计数学模型,这是建模技术要解决的问题。建立实际问题的优化数学模型,不仅需要熟悉掌握优化设计方法的基本理论;设计问题抽象和数学模型处理的基本技能;更重要的是要具有该设计领域的丰富设计经验。此外,在进行优化设计求解过程中,要不断地分析实际问题,以及数学模型之间存在的差距,不断地修正优化设计数学模型,只有这样,才能建立起正确的数学模型,求解得到的最优解才具有实际意义。
优化设计的基本思想是搜索、迭代和逼近。首先确定设计变量和目标函数构造优化模型,从某一点x出发,根据目标函数和约束函数在该点的某些信息,确定本次迭代计算的一个方向和适当的步长,去寻找新的迭代点x′,然后用x′代替x,x′点的目标函数值应比原x点的目标函数值小一些。这样一步步的重复迭代,逐步改进目标函数值,直到最终逼近极值点。这样一个逐步寻优的过程,即寻找极小点(无约束或约束极小点)的过程比喻为向“山”的顶峰攀登的过程,始终保持向“高”的方向前进,直至达到“山顶”。当然,“山顶”可以理解为目标函数的极大值,也可以理解为极小值,前者称为上升算法,后者称为下降算法。这两种算法都有一个共同的特点,就是每前进一步都应该使目标函数值有所改善,同时还要为下一步移动的方向提供有用的信息,如图4-22所示。
图4-22 优化设计
优化设计是从多种方案中选择最佳方案的设计方法。
关键工作:以数学中的最优化理论为基础,以计算机为手段,根据设计所追求的性能目标,建立目标函数,在满足给定的各种约束条件下,寻求最优的设计方案。
如何找到一组最合适的设计变量,在允许的范围内,能使所设计的产品结构最合理、性能最好、质量最高、成本最低(即技术经济指标最佳),有市场竞争能力,同时设计的时间又不要太长,这就是优化设计所要解决的问题。
扩展资料
优化步骤
1、建立数学模型。
2、选择最优化算法。
3、程序设计。
4、制定目标要求。
5、计算机自动筛选最优设计方案等。通常采用的最优化算法是逐步逼近法,有线性规划和非线性规划。
第二次世界大战期间,美国在军事上首先应用了优化技术。1967年,美国的R.L.福克斯等发表了第一篇机构最优化论文。1970年,C.S.贝特勒等用几何规划解决了液体动压轴承的优化设计问题后,优化设计在机械设计中得到应用和发展。
参考资料来源:百度百科-优化设计
1、优选设计单位、设计方案;
2、实行限额设计;
3、增强设计人员的经济意识;
4、认真组织图纸会审;
5、加强工程设计变更的管理;
6、加强工程项目的前期监理工作。
优化设计是从多种方案中选择最佳方案的设计方法。它以数学中的最优化理论为基础,以计算机为手段,根据设计所追求的性能目标,建立目标函数,在满足给定的各种约束条件下,寻求最优的设计方案。
要素一:薪酬策略
一般来说,薪酬管理优化设计首先要明确的问题是薪酬管理策略。
可以从两个方面考虑:一个是向什么人倾斜,简单来说就是哪些人对企业来讲更重要,薪酬待遇就要相对高些,这解决的是我们常说的内部公平性问题;另一个是企业薪酬水平与市场水平相比处于什么位置,这解决的是外部竞争性问题。
薪酬策略可以说是整个薪酬体系设计的主线。在薪酬待遇上对高学历高技术高贡献人才必须具有足够的吸引力,才能引进并且留住人才。
在具体设计过程中,策略导向的确定和落实通常会面临一定的制约。例如,企业高精技术人才已经在企业内部处于薪资的前列,但是碍于企业原有的工资体系,这部分人的薪资增长空间及增长速率需要着重考虑。另外企业员工对于当前薪资的满意度也是需要进行重点考量的。
要素二:薪酬体制
薪资具体的发放方式和发放标准,落实到设计层面就是薪酬体制。
同样的收入,发放的方式不同,可能给员工造成的感觉完全不一样。例如,一位员工的月收入是1万元,每个月全额发放,和每个月发5000元,另外5000元作为绩效考核发放,效果可能完全不一样。
所以,评判薪酬管理体系的第二个关键要素就是是否有明确的薪酬体制,针对不同类型员工的薪酬体制是否清晰。常见的薪酬体制有岗位绩效制、计件制、提成制、年薪制等,不同类型的员工与薪酬体制具有比较明确的对应关系。要根据企业情况,差异化制定。
要素三:薪酬结构与比例
这是由薪酬体制所衍生出的问题。以上面提到的岗位绩效制来讲,它至少应该包括岗位工资、绩效工资两部分。而这两部分工资会有一定比例,两者比例不一样会产生不同的效果。岗位工资属于相对固定部分,起到保障作用;绩效工资属于浮动部分,起到激励作用。两者一定要保持合理的比例关系,才能起到促进企业良性发展的作用。
要素四:薪酬标准
薪酬标准,即薪酬水平问题。
薪酬水平是指根据薪酬策略制定的针对不同薪酬项目的具体额度。
总体上来讲,薪酬标准有三种形式:第一种形式是指具有一定调节空间的薪酬标准,通常以数值区间的方式呈现。例如,岗位工资标准通常采用宽带或窄带薪酬的形式;
第二种形式是固定薪酬标准,通常以具体数值的方式呈现。例如,各种补贴一般针对不同类型和层级人员采用一个固定的数值,或者计件工资标准;
第三种形式是指薪酬标准的规则,通常以“计算方式”的形式呈现,例如,最常见的就是房屋中介,以业绩提成的形式出现。
要素五:运行机制
前几项可以说是薪酬管理优化设计中的“静态”内容。薪酬体系运行则属于动态内容,同时需要特别注意三个问题:薪酬分配、薪酬调整、薪酬总额预算。
薪酬分配问题解决的是员工如何获得工资。例如,绩效工资是根据员工绩效考核结果和绩效工资标准计算得到的实际分配额度,交通补贴是按照月度固定数值发放等;
薪酬调整是指根据员工个人业绩水平、能力水平、外部总体经济环境、企业经营效益等对个人或者企业整体薪酬水平进行调整,例如,升职加薪、企业发展良好提升员工薪资的举措等;
薪酬总额预算是企业从经营角度,使薪酬既达到控制人工成本的目的,又能够满足员工收入需求。
以上就是薪酬管理优化设计的五个要素,希望对您有所帮助。另外,薪酬管理基础以及员工个体能力的差异,也需要在薪酬优化设计的时候进行考虑。
(内容取自高顿薪税师整理内容,想要了解更多薪酬管理相关知识,可私聊小编进行答疑及薪税资料获取)
(一)优化设计的方法
优化设计一般是在设计阶段进行的,包括初步设计、技术设计、施工图设计阶段。优化
的内容有整个项目设计方案的优化、项目局部设计方案的优化、项目局部结构设计优化等。
1.初步设计的优化
在初步设计阶段,需要设计优化的工作很多,主要应做好以下工作:
(1)做好总平面设计优化。减少占地面积,提高土地利用率;合理布置主要建筑物
和构筑物及公用设施,做好功能分区;合理规划生产物料运输路线和方式;保证外部运
输、水、电、气供应顺畅及其他外部协作条件协调等;
(2)做好工艺设计,缩短工艺流程。确定合理的技术水平,包括建设规模、标准和
产品方案、工艺流程和主要设备的选型;
(3)合理规划主要原材料和燃料供应;
(4)做到生产与环境保护兼顾;
(5)合理配置辅助设施和公用设施:
(6)确定适当建设标准。
2.施工图设计的优化
施工图设计的优化是初步设计优化工作的延续,主要侧重于项目局部设计方案的优化
和结构设计优化等。施工图设计优化主要应做好以下工作:
(1)核实初步设计确定的总平面、工艺流程及主要设备选型、辅助设施、公用设施、
建设标准是否最优,是否还有进一步优化的可能;
(2)配套的辅助设备尽量选用标准设备、通用设备,兼顾生产运行中的保养和维修;
(3)建筑物和构筑物设计要考虑当地习惯做法,尽量采用标准图和通用图;
(4)材料的选用要考虑当地市场供应情况;
(5)选择合理的建设标准;
(6)充分考虑施工能力和施工方法;
(7)结合当地预制加工能力,合理采用预制构件,尽量工厂化生产。
3.采取各种手段优化设计
设计优化工作要有一定的手段来保证,我们通常通过设计招标、方案竞选等措施优化
设计方案。限额设计是优化设计中的一种方法。
4.技术与经济有机结合优化设计
设计优化包括两个方面,一个方面是技术优化,另一个方面是投资造价控制。这两个
方面应该兼顾,处理好技术与经济的关系才能保证设计的优化,片面地强调技术先进或
节约投资降低造价都是不正确的,要做到技术与经济有机结合。争取做到技术先进与经
济合理统筹兼顾、经济效益与环境保护兼顾、建设标准与投资造价控制兼顾。
(二)造价控制
(1)做好优化设计工作。优化设计是合理控制项目概算投资及工程建设造价水平的
重要手段:
(2)做好设计概预算的编制及管理工作。设计概预算的编制及管理是合理有效地确
定和控制项目投资水平及工程建设造价水平的基础:
(3)做好设计概预算的审查工作。设计概预算的评估审查是合理有效地确定和控制
项目投资水平及工程建设造价水平的保障。