4.6.Комбінаторні методи пошуку оптимальної структури технологічної системи
Задачі структурної оптимізації, що виникають при проектуванні технологічних систем, ґрунтуються на знаходженні оптимального розв’язку, який міститься у скінченній множині допустимих значень. Оскільки синтез розглядається як процес породження структури із множини заданих елементів, то в основу оптимізації покладено комбінаторні методи, що ґрунтуються на ідеї перебирання всіх можливих допустимих змінних структури. Такими змінними можуть бути і булеві змінні, що дає змогу комбінувати поєднання елементів різного виду. Для структурної оптимізації в цьому випадку використовуються методи, які можна об’єднати в дві групи: евристичні методи; формальні методи повного перебирання та спрямованого перебирання (гілок та меж, динамічного програмування тощо).
Евристичні методи пошуку оптимального варіанта технологічної системи ґрунтуються на фахових знаннях проектанта і являють собою набір психологічних методик, отриманих узагальненням формальних характеристик вдалих проектних рішень.
Суттєвий внесок у спрощення пошуку робить використання поняття ідеальної технологічної системи та вивчення її властивостей. Часто такої системи не існує. Тому вивчення передбачає проведення ґрунтовного наукового дослідження та побудову моделі, що дає змогу в конкретних випадках виявити властивості ідеальної технологічної системи. Знаючи, якою повинна бути ідеальна система, проектант може визначити неперспективні напрями розвитку варіантів її структури та скоротити простір досліджуваних варіантів. Наприклад, ідеальна технологічна машина працює безперервно, без холостих ходів. Її маса, об’єм та площа збігаються з масою, об’ємом та площею виробу, а допоміжні операції вона виконує без спеціальних механізмів.
До формальних методів знаходження оптимального варіанта структури технологічної системи належать математичні методи дискретного або комбінаторного програмування.
Методи спрямованого перебору ґрунтуються на використанні ієрархічності структури технологічної системи з метою відкидання на ранніх кроках неперспективних варіантів. У цьому випадку варіанти технічної системи описуються у вигляді розгалужень дерева, а оцінка перспективності того чи іншого відгалуження дає змогу вже на ранніх етапах генерування відмовитися від неперспективних напрямів. Якщо варіант технічної системи задовольняє обмеження, задані множиною функціональних параметрів У, то він вважається допустимим і входить у множину відібраних для подальшого розгляду.