Optimalisatie
Verklarende woordenlijst

Curve fitting is het proces waarbij een wiskundige functie geconstrueerd wordt doorheen een aantal data punten die het dichtst die data punten benadert. Curve fitting gebruikt technieken zoals interpolatie en afvlakking.

Design Of Experiments of DOE is een techniek die gebruikt wordt om op een wetenschappelijke wijze de locatie van een aantal sampling points te bepalen om een goed inzicht te verkrijgen in de respons van een systeem. Deze sampling points zijn over het algemeen een aantal input variabelen die begrensd zijn door een minimum en maximum waarde. Bij meerdere variabelen wordt het aantal mogelijke combinaties snel heel groot. Design Of Experiments reduceert dat hoge aantal sampling points tot een aanvaardbaar niveau. Resultaten van analyses uitgevoerd via Design Of Experiments worden vaak in een Response Surface weergegeven om het gedrag van een syteem te voorspellen zonder verdere analyse.

zie Design Of Experiments

Met een parametrische optimalisatie laat men een aantal input parameters zoals geometrie, materiaaleigenschappen, belastingen, etc. variëren om daarvan de respons van een systeem van te berekenen. Technieken zoals Design of Experiments en een Response Surface worden vaak in combinatie met parametrische optimalisatie gebruikt om de nood aan een onredig hoog aantal analyses te reduceren.

Een response surface is een best-fit curve van meerdere variabelen doorheen bestaande (berekende) data. Een response surface geeft een benadering of een voorspelling weer van output variabelen in functie van een aantal input variabelen, zonder dat een analyse moet uitgevoerd worden voor elke mogelijke waarde van deze input variabelen. Het volstaat een analyse uit te voeren van een klein aantal combinaties van waarden van de input variabelen om een beeld te krijgen van de response in de volledige ontwerpruimte.

Een typische analyse veronderstelt dat de input parameters (materiaal, geometrie, belasting, etc.) een vaste waarde hebben. Om de onzekerheid rond deze vaste waardes te elimineren, wordt een veiligheidsfactor gebruikt. Deze benadering heet deterministisch.
Ontwerpen voor Six Sigma voorziet een mechanisme dat rekening houdt met een statistische spreiding van de waarde van deze input parameters. De uitkomst van een Six Sigma analyse is een statistische verdeling van de respons van het systeem. Deze benadering wordt probabilistisch genoemd. Een product heeft Six Sigma kwaliteit als slecht 3.4 per 1 miljoen onderdelen faalt.

Topologische optimalisatie is een methode die de layout van een materiaal optimaliseert binnen een gegeven ontwerpruimte bij een aantal belastingsgevallen, randvoorwaarden en begrenzingen, met als doel het maximaliseren van de performantie van een systeem.
In tegenstelling tot parametrische optimalisatie, kan topologische optimalisatie leiden tot elke mogelijke vorm binnen de ontwerpruimte. Topologische optimalisatie resulteert vaak in moeilijk fabriceerbare vormen met traditionele vervaardigingstechnieken en is daarom vooral geschikt voor 3D-geprinte onderdelen of geavanceerde gietmethodes.

Verschillende wat-als-scenario's kwantificeren de invloed van een aantal ontwerpvariabelen op de performantie van een product. Zie ook Parametrische optimalisatie.