Проектные переменные.

Это независимые параметры изделия, процесса, системы, различным численным значениям которых соответствуют различные характеристики проектируемого изделия, процесса или системы. Проектные переменные независимы в абсолютном смысле, - это те изначальные величины, вариацией которых добиваются заданных функциональных характеристик объекта проектирования и минимума функции цели.

Выбор проектных переменных – дело далеко не тривиальное. Набор проектных переменных должен позволять получать в процессе оптимизации новые технические решения, а не только улучшать существующие объекты. На эту сторону проектных переменных обычно не обращают внимания, искусственно сужая возможности оптимизации.

Например, при модификации самолёта было принято решение изменить аэродинамический профиль крыла. Какой профиль выбрать по критерию максимального аэродинамического качества?

Можно обратиться к доступному сортаменту профилей и выбрать какой-либо профиль из них. А может быть есть другие профили? Конечно, есть и вопрос об оптимальности принятого решения не закрыт.

Попытаемся ввести более универсальные проектные переменные. Для этого выберем в качестве проектных переменных координаты конечного множества точек в какой-либо системе координат ξη и будем считать, что профиль представляет собой замкнутую линию, проведённую через эти точки, см. рис. 2. Нетрудно видеть, что различным определённым значениям этих проектных переменных могут соответствовать любые профили из любых сортаментов и множество новых.

Рис. 2. Задание профиля крыла.

Рис. 3. Двухсвязная область

Такое пространство проектных переменных значительно богаче возможностями, то есть оно более универсально. Однако и у него есть недостаток. При таком описании сечения мы не сможем получить двухсвязную область, например, профиль крыла с закрылком, см. рис. 3.

Этот пример показывает, насколько важно и сложно выбрать достаточно универсальный набор проектных переменных, который, в принципе, должен приводить к новым техническим решениям. При этом инженер обязан помнить, что дом из кирпичей не обязательно имеет форму кирпича.

Ещё одним существенным фактором, влияющим на выбор проектных переменных, является уровень детализации при исследовании системы. Очень важно ввести в рассмотрение все основные независимые переменные, но не менее важно не «перегружать» задачу большим количеством мелких, несущественных деталей. Например, при проведении предварительного анализа производственного процесса, включающего большое число различных видов оборудования - стендов, станков, насосов, компрессоров, теплообменников, - обычно явным образом не учитываются несущественные особенности конструкции того или иного устройства. Насос может быть с достаточной для поставленных целей полнотой охарактеризован его производительностью, энергопотреблением и перепадами давления в трубах и корпусе аппарата. Переменные, имеющие непосредственное отношение к конструкции аппарата, - количество и размеры труб, фланцы подсоединения магистралей, размеры корпуса - рассматриваются, как правило, при исследовании каждого отдельного устройства, но в технической системе представлены своими характеристиками, которые являются варьируемыми параметрами. При выборе проектных переменных целесообразно руководствоваться правилом, согласно которому следует рассматривать только те переменные, которые оказывают существенное влияние на функцию цели, выбранную для анализа сложной системы.

Далее важно провести различие между теми параметрами системы, которые могут предполагаться детерминированными, и параметрами, которые подвержены флуктуациям вследствие случайного воздействия внешних или неконтролируемых факторов. В частности, в примере с авиационно-технологической базой поломки оборудования и прогулы рабочих могут оказать весьма заметное влияние на длительность процесса обслуживания самолётов. Ясно, что существенные изменения этих важных параметров системы должны быть приняты во внимание при постановке задачи производственного планирования, если требуется, чтобы составленный оптимальный план был реалистичным и выполнимым.