以可靠度為基礎之結構系統多目標最佳化設計

Abstract

在一般研究結構系統的最佳化設計, 常將參數視為確定性的因子; 但是, 由於真正的 物理環境中存在著諸多不確定性的因素, 所以在工程應用上, 考慮不確定因子的可靠 度設計觀念可以比較接近真實的情況。 另外, 多目標最佳化的方法在工程的應用上比起單目標最佳化方法給設計工程師在決 策上有更大的空間, 而大部份的工程問題經常需要達成許多不同單位而且互相衝突的 目標, 所以用多目標最佳化的方法來幫助工程師的決策, 是最理想而且合理的方式。 本文主要的目的, 在利用多目標最佳化的方法, 求解以可靠度為基礎的結構系統設計 問題; 第一部份針對結構系統可靠度分析, 以先進的一階二次方法及其轉換方法來計 算單一破壞模式的破壞機率, 並採用 Cornell的上限做為多重破壞模式時估算的依據 。第二部份則根據第一部份分析的基礎, 採用目標規劃法, 妥協規劃法及代替價值協 定法等三種較具代表性的多目標最佳化數值方法, 給合成為以可靠度為基礎的結構系 統多目標最佳化設計。 經由兩個例題的實際探討之後, 本文發現多目標最佳化方法可以提供給決策者較大彈 性的決策空間, 因而更方便工程師們設計出滿意的結果。